Entwicklung von patientenspezifisch additiv gefertigten Unterkieferimplantaten mit osteoinduktiven Insertionen funktioneller Gitterstrukturen; Teilvorhaben: Analyse und Optimierung der Prozessparameter für die Gitterherstellung sowie die spanende Nachbearbeitung

Abstract

Übergeordnetes Ziel des Verbundvorhabens war die Entwicklung patientenspezifischer, additiv gefertigter Kiefergelenkersatzimplantate mit bioinspirierten funktionellen Gitterstrukturen. Durch die Kombination einer anatomisch angepassten Implantatgeometrie mit lokal variierenden Gitterstrukturen sollten die Passform, die Osseointegration und die biomechanische Anpassung des Implantats verbessert werden. Der Beitrag des wbk/KIT konzentrierte sich auf die fertigungstechnische Umsetzung dieser Implantatkonzepte. Im Mittelpunkt standen die Analyse und Optimierung der Prozessparameter für die Herstellung feiner Ti-6Al-4V-Gitterstrukturen mittels PBF-LB/M, die Übertragung der Ergebnisse auf gradierte Gitter- und Implantatstrukturen, die Untersuchung geeigneter Bearbeitungs- und Finishstrategien sowie die mechanische Charakterisierung der hergestellten Strukturen. Hierzu sollten minimale herstellbare Strukturgrößen definiert, der Einfluss zentraler Prozessstellgrößen und Scanstrategien bewertet sowie Entpulverbarkeit, Oberflächenmorphologie, Oberflächentopographie und geometrische Genauigkeit betrachtet werden. Die Ergebnisse sollten die fertigungstechnische Bewertung der Gitter- und Implantatstrukturen ermöglichen und eine Grundlage für die weitere Auslegung patientenspezifischer Kiefergelenkersatzimplantate schaffen.