Komplexe Geometrien

Mit der Additiven Fertigung wird die designgetriebene Produktion Realität. Die innovative EOS-Technologie bietet Konstrukteuren und Designern größtmögliche Konstruktionsfreiheit und ermöglicht die Herstellung extrem komplexer Strukturen.

Hüftimplantat mit Gitterstrukturen, hergestellt mit Additiver Fertigung von EOS (Quelle: Autodesk Within Medical)
Hüftimplantat mit Gitterstrukturen, hergestellt mit Additiver Fertigung von EOS (Quelle: Autodesk Within Medical)
Komplexe Geometrien sind dreidimensionale Strukturen, die häufig Hinterschnitte oder Hohlräume aufweisen. Dies können zum Beispiel organische Strukturen sein. Viele komplexe Geometrien lassen sich mit konventionellen Technologien wie Fräsen, Drehen oder Gießen nur bedingt oder zu hohen Kosten herstellen. 
Hier spielt die Additive Fertigung ihre Vorteile aus: Jede erdenkliche, mit einem 3D-CAD-Programm konstruierbare Form lässt sich mit der innovativen Laser-Sinter-Technologie auch fertigen. Es gibt keinerlei Einschränkung – auch nicht bei der Herstellung hohler Strukturen. Das ist möglich, weil nur an den Stellen ein Materialauftrag erfolgt, an denen dies vorgesehen ist. 

Die Additive Fertigung gewährt Entwicklern maximale geometrische Konstruktionsfreiheit. Kostenrelevant ist fast ausschließlich die Gesamtgröße der Außengeometrie eines Bauteils. Seine Komplexität spielt für die Produktionskosten dagegen kaum eine Rolle. Häufig lassen sich aufgrund des geringeren Materialverbrauchs sogar Kosten reduzieren. 

Die Komplexität eines Bauteils muss sich nicht mehr nach dem Herstellungsverfahren richten, sondern nach der gewünschten Funktion und dem Design des Produkts. Generell gilt: Je komplexer die Geometrie eines Bauteils ist, desto mehr kann sich die Additive Fertigung lohnen. 

Eine Anwendung aus der Medizin ist die Fertigung einer künstlichen Hüftgelenkspfanne, die stabil ist und dank komplexer Oberflächenstruktur zugleich die Osseointegration fördert, also das Verwachsen zwischen dem lebenden Knochengewebe und der Oberfläche des Knochenimplantats. Die Konstruktion der Hüftgelenkspfanne erfolgt mit Hilfe der spezialisierten Autodesk WITHIN-Software. Mit Hilfe der Additiven Fertigungstechnologie von EOS lässt sich das Bauteil anschließend patientenindividuell aus Titan aufbauen. Die hochkomplexe Oberflächenstruktur ließe sich mit konventionellen Fertigungsmethoden kaum produzieren. 

Das Ergebnis überzeugt: Die Hüftgelenkspfanne besteht aus festen Abschnitten, die für optimale Stabilität sorgen, und gezielt porösen Elementen zur besseren Osseointegration. Beide Abschnitte werden in einem Produktionsschritt hergestellt. Viele unterschiedlich große Poren helfen dabei, das Implantat fest zu verankern: Große Poren sind vorteilhaft für die Druckübertragung, kleinere Poren unterstützen die anfängliche Fixierung. Eine weitere Besonderheit der Additiven Fertigung: Struktur, Oberflächenrauigkeit und Porengröße können für jeden Patienten individuell festgelegt werden.

Kundenreferenz

Wirtschaftliche Produktion von patientenspezifischem Zahnersatz aus einer leistungsfähigen Legierung.

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