Verbundprojekt: Erforschung einer neuartigen ZnMg-Legierung für die additive Fertigung von bioresorbierbaren Implantaten mit integrierter algorithmenbasierter Gitterstruktur (BioStruct) - Teilvorhaben: Implementierung des erforschten Algorithmus in die Prozesskette zur additiven Fertigung von Implantaten

Das Gesamtvorhaben wird in sieben Arbeitspakete aufgeteilt und reicht von der Legierungsentwicklung und Pulverherstellung aus der ausgewählten Zn-Mg-Legierung in medizinischer Qualität über das algorithmenbasierte patientenspezifische Design hin zur Implementierung einer LPBF-Prozesskette, der Herstellung von komplexen Bauteilen, der Oberflächenmodifikation und Funktionalisierung durch Implementierung von Kollagen sowie final zur Durchführung von präklinischen Tierversuchen. Im Rahmen dieses Teilvorhabens AlgPro wird die Prozesskette zur additiven Fertigung von Implantaten mittels LPBF erforscht. Zu Beginn liegen die patientenindividuellen Bilder des Knochendefekts vor. Diese vornehmlichen transversalen Schnittbilder (CT-Scan) werden im ersten Prozessschritt in ein Volumenmodell überführt. Die geometrischen Randbedingungen für die Implantaterstellung werden durch dieses Volumenmodell definiert. Auf Grundlage der vorliegenden Randbedingungen (geometrisch, mechanisch) werden die Gitterstrukturen und mögliche Übergangsstrukturen innerhalb des Implantats erstellt. Weiterhin erfolgt die Datenaufbereitung (Erstellung einer STL-Datei, Stützen, Slicen, Prozessparameter) für die Fertigung mittels LPBF. Die Ziele des Teilvorhabens sind das Einlesen des erforschten Algorithmus in die bestehende Softwareumgebung von 3D Systems und ein Anwenderfreundliches GUI (Graphical User Interface) zu schaffen. Hierdurch werden die Ergebnisse für die Anwender nutzbar gemacht. Um dieses zu erreichen müssen die Schnittstellen identifiziert und die APIs der bestehenden 3D Systems Software geöffnet werden. Nach dem Implementieren des Algorithmus werden zwei uildprozessoren erforscht, um die Implantaten mittels LPBF zu fertigen. Zum einen für das Laborsystem, zum anderen für die Industrie-Anlage. Dieses ist Notwendig, um die Gitterstrukturen für die Fertigung vorzubereiten.