Entwicklung einer Aluminium- und Vanadium-freien Titanlegierung auf Basis des IGF-Projektes 19708 N optimiert für die additive Fertigung von Dentalimplantaten und Abutments mittels selective laser melting (SLM)

21671 N

Forschungsstelle 1: Technische Universität Braunschweig
Institut für Werkstoffe
Langer Kamp 8
38106 Braunschweig 
Projektleiter 1: Dr. Carsten Siemers 
Forschungsstelle 2: DECHEMA Forschungsinstitut
Theodor-Heuss-Allee 25
60486 Frankfurt am Main 
Projektleiter 2: Prof. Dr. Wolfram Fürbeth 
Laufzeit: 01.05.2021 - 31.08.2023

Titanlegierungen werden bei der Implantat-Technik häufig wegen ihrer guten mechanischen Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit und Biokompatibilität verwendet. Durch additive Fertigung mittels selective laser melting (SLM) können komplexe, endkonturnahe Bauteile direkt aus einem CAD-Modell hergestellt werden. Dadurch werden - verglichen mit der konventionellen Fertigung -Prozessschritte verkürzt oder sogar eingespart. Künftig ist auch der 3D-Druck von maßgeschneiderten Implantaten auf der Basis von röntgen- oder kernspintomographischen Aufnahmen des Patienten denkbar. Die Verwendung von konventionellen Titanlegierungen beim SLM-Prozess ist zurzeit noch mit einigen Problemen behaftet. Dazu zählen beispielsweise eine mögliche Sauerstoffaufnahme während des Druckvorganges sowie die kolumnare Gefügestruktur von gedruckten Teilen und die damit verbundene Richtungsabhängigkeit der Korrosions- und mechanischen Eigenschaften. Auf Grundlage der erfolgreichen Arbeiten des IGF-Vorhabens 19708 N sollen hier neue Titanlegierungen entwickelt werden, deren chemische Zusammensetzung auf den SLM-Prozess maßgeschneidert ist. Der Fokus liegt dabei auf dem 3D-Druck von Dentalimplantaten und Abutments. Dadurch können die biomedizinischen Vorteile einer Al- und V-freien Titanlegierung und die der additiven Fertigung kombiniert werden. Durch eine iterative Legierungsentwicklung sollen werkstoffkundliche und prozesstechnische Fragestellungen sowie deren Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit geklärt werden. Die Ergebnisse aus diesem Projekt bieten KMU die Möglichkeit, die konventionelle Herstellung von Medizinprodukten teilweise zu ersetzen und langfristig neue Märkte zu erschließen.

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BMWk-Logo Das IGF-Vorhaben Nr. 21671 N der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
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