Ermittlung des Potentials der additiven Fertigung für Stentstrukturen aus Nickel-Titan

  • Chapter
  • First Online:
Additive Serienfertigung

Zusammenfassung

Mittels additiver Fertigung können individuelle, komplexe und mechanisch belastbare Bauteile erzeugt werden. Für die Medizintechnik sind Nickel-Titan-Legierungen aufgrund deren exzellenter Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit sowie einem bei definierten Legierungszusammensetzungen auftretenden Formgedächtnisverhalten interessant.

Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen soll das Potential des additiven Aufbaus filigraner, stentartiger Strukturen aus Nickel-Titan im Laserstrahlschmelzverfahren (SLM®) beurteilt werden. Initial wurde für den Modellwerkstoff Edelstahl zum Aufbau filigraner Wände die Parameterkombination PL= 40 W und vScan= 500 mm/s ermittelt, die als Ausgangsparameter für die Entwicklung der Parameter für Nickel-Titan dienten. Für den Aufbau dünnwandiger Strukturen aus Nickel-Titan wurden die Parameter PL= 50 W und vScan= 500 mm/s bestimmt.

Mit den ermittelten Parameterkombinationen konnten eigens entwickelte, stentartige Strukturen sowohl aus Edelstahl als auch aus Nickel-Titan aufgebaut werden. Ferner konnte der Erhalt der Formgedächtniseigenschaften an additiv aus Nickel-Titan gefertigten Proben gezeigt werden. Insgesamt wird daher das Potential der Verarbeitung von Nickel-Titan im SLM®-Verfahren für die Herstellung filigraner Stentstrukturen als hoch bewertet.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Subscribe and save

Springer+ Basic
EUR 32.99 /Month
  • Get 10 units per month
  • Download Article/Chapter or Ebook
  • 1 Unit = 1 Article or 1 Chapter
  • Cancel anytime
Subscribe now

Buy Now

Chapter
EUR 29.95
Price includes VAT (France)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
EUR 66.99
Price includes VAT (France)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
Softcover Book
EUR 83.80
Price includes VAT (France)
  • Compact, lightweight edition
  • Dispatched in 3 to 5 business days
  • Free ship** worldwide - see info

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

Literatur

  1. Gebhardt, A.: Rapid Prototy** – Werkzeuge für die schnelle Produktentwicklung. 2. Auflage, Carl Hanser Verlag, München, 2000

    Google Scholar 

  2. Seitz, H.: Vorlesungsskript Generative Fertigungsverfahren. Lehrstuhl für Fluidmechanik und Mikrofluidtechnik, Universität Rostock, 2011

    Google Scholar 

  3. Zimmer, D.; Adam, G.: Konstruktionsregeln für Additive Fertigungsverfahren. Konstruktion Sonderdruck aus 7–8: 77–82, 2013

    Google Scholar 

  4. Göbner, J.: Mikro-Lasersintern metallischer Mikrobauteile. Mikroproduktion 01/14: 38–40, 2014

    Google Scholar 

  5. N.N.: Laserschmelzen in der Dental- und Medizintechnik. Zeitschrift Laser 3–2013:20–21, 2013

    Google Scholar 

  6. Wehmöller, M. et al.: Implant design and production – a new approach by selective laser melting. International Congress Series 1281: 690–695, 2005

    Article  Google Scholar 

  7. Hoffstetter, M. et al.: Stenting und technische Stentumgebung. Medizintechnik – Life Science Engineering, Hrsg. E Wintermantel und SW Ha, Springer-Verlag, Berlin, 2009

    Google Scholar 

  8. Stöckel, D.: „Umformung von NiTi-Legierungen – Eine Herausforderung,“ EUROflex G, RAU GmbH, Pforzheim, 2001

    Google Scholar 

  9. Fischer, A. et al.: „Metallische Biowerkstoffe für koronare Stents,“ Steinkopff Verlag, Essen, 2001

    Google Scholar 

  10. MedicalEXPO: „Online-Messe für medizinische Ausstattungen,“ [Online]. Available: http://www. medicalexpo.de/medizin-hersteller/stent. [Zugriff am 12.09.2017]

  11. Gebhardt, A.: Generative Fertigungverfahren, München: Carl Hanser Verlag, 2013

    Book  Google Scholar 

  12. Caffrey, T.;Wohlers, T.: Wohlers Report 2015. Wohlers Associates, 2015. ISBN: 978–0–9913332–1–9

    Google Scholar 

  13. Airbus A350 MSN5 Prototyp fliegt mit Bauteil aus 3D-Drucker. Online verfügbar unter: https://www.3d-grenzenlos.de/magazin/kurznachrichten. [Zugriff am 12.09.2017]

  14. Wessarges, Y. et al.: Entwicklungstrends zum Einsatz des selektiven Laserstrahlschmelzens in Industrie und Biomedizintechnik, Additive Manufacturing Quantifiziert, Springer Berlin Heidelberg, pp. 7–21, 2017

    Google Scholar 

  15. N.N.: Die Kobalt-Chrom-Legierung im SLM-Verfahren. Online verfügbar unter: http://www.bego.com/de/cadcam-loesungen/werkstoffe/edelmetallfreie-legierungen/wirobond-c-plus/. [Zugriff am 12.09.2017]

  16. N.N.: Selektives Laserschmelzen von Titan. SLM Solutions. Online verfügbar unter: http://www.maschinenmarkt.vogel.de/selektives-laserschmelzen-von-titan-a-402474/. [Zugriff am 12.09.2017]

  17. Dudziak, S.: Beeinflussung der funktionellen Eigenschaften aktorischer Nickel-Titan-Legierungen durch die aktiven Parameter im Mikrolaserschmelzprozess, Garbsen: PZH Produktionstechnisches Zentrum GmbH, 2012

    Google Scholar 

  18. Roos, E.; Maile, K.: Werkstoffkunde für Ingenieure, Springer Verlag, Berlin, 2015

    Google Scholar 

  19. Bram, M.: Pulvermetallurgische Herstellung von porösem Titan und von NiTi-Legierungen für biomedizinische Anwendungen, Bochum: FZ Jülich, 2012

    Google Scholar 

  20. Haberland, C.: Additive Verarbeitung von NiTi-Formgedächtnis-Werkstoffen mittels Selective Laser Melting, Bochum: Shaker Verlag, 2012

    Google Scholar 

  21. Gesundheitsberichtserstattung des Bundes: „Sterbefälle für die häufigsten Todesursachen (ab 1998),“ [Online]. Available: http://www.gbe-bund.de/oowa921-install/servlet/oowa/aw92/WS0100/_XWD_PROC?_XWD_214/1/XWD_CUBE.DRILL/_XWD_242/D.100/10102. [Zugriff am 04. Juli 2016]

  22. Stierle, U.; Hartmann, F.: Klinikleitfaden Kardiologie, München, Urban & Fischer Verlag, 2008

    Google Scholar 

  23. Meng, H. et al.: Laser micro-processing of cardiovascular stent with fiber laser cutting system, In: Optics & Laser Technology, 41(3), S. 300–302, 2009

    Article  Google Scholar 

  24. Momma, C. et al.: Laser cutting of slotted tube coronary stents, State of the art and future developments, In: Progress in Biomedical Research, 4(1), S. 39–44, 1999

    Google Scholar 

  25. Cordis: „Endovascular,“ [Online]. Available: http://emea.cordis.com/emea/endovascular.html. [Zugriff am 12.09.2017]

  26. Isenburg, T.: Geflochtene Implantate, rubin Wissenschaftsmagazin, Bd. 11, pp. 46–49, 2011

    Google Scholar 

  27. Deutsche Edelstahlwerke: Werkstoffdatenblatt X2CrNiMo17-12-2, http://www.dew-stahl.com/fileadmin/files/dew-stahl.com/documents/Publikationen/Werkstoffdatenblaetter/RSH/1.4404_de.pdf. [Zugriff am 12.09.2017]

  28. Memry GmbH: „Materialzertifikat NiTi-Legierung M,“ Weil am Rhein, 2012

    Google Scholar 

  29. Pache, J. et al.: „Intracoronary Stenting and Angiographic Results: Strut Thickness Effect on Restenosis Outcome (ISAR-STEREO-2) Trial,“ American College of Cardiology Foundation, pp. 1283–1288, 2003

    Article  Google Scholar 

  30. Böhlerstahl Vertriebsgesellschaft m.b.H.: „Praxis-Service-Erfolgreiche Edelstahlverarbeitung, http://www.hanshehl.de/bilder/autos/praxisservice.pdf. [Zugriff am 12.09.2017]

  31. Bürgel, R.: Handbuch Hochtemperatur-Werkstofftechnik, Wiesbaden: Friedr.Vieweg & Sohn Verlag, 2006

    Google Scholar 

  32. Niu, H. J.; Chang, T. H.: „Instability of scan tracks of selective laser sintering of high speed steel powder,“ Scripta Materialia, Vol. 41, pp. 1229–1234, 1999

    Article  Google Scholar 

  33. Wessarges, Y. et al.: „Einsatz des selektiven Lasermikroschmelzens zur Herstellung vaskulärer Implantate,“ Fachforum „Wissenschaft“ – Rapid.Tech, 2015

    Google Scholar 

  34. Kruth, J. P. et al.: „Selective laser melting of iron-based powder,“ Journal of Materials Processing Technology, Vol. 149, pp. 616–622, 2004

    Article  Google Scholar 

  35. Osakada, K.; Shiomi, M: „Flexible manufacturing of metallic products by selective laser melting of powder,“ International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 46, pp. 1188–1193, 2006

    Article  Google Scholar 

  36. Gieseke, M. et al.: „Laserbasierte Technologien,“ in 3D-Druck beleuchtet, Heidelberg Berlin, Springer Vieweg, pp. 19–30, 2016

    Chapter  Google Scholar 

  37. Schuhmann, H.; Oettel, H.:, „Metallographie,“ Weinheim, WILEY-VCH Verlag Gmbh & co. KGaA, pp. 207–209, 2005

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Yvonne Wessarges .

Editor information

Editors and Affiliations

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2018 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature

About this chapter

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this chapter

Wessarges, Y., Hermsdorf, J., Kaierle, S. (2018). Ermittlung des Potentials der additiven Fertigung für Stentstrukturen aus Nickel-Titan. In: Lachmayer, R., Lippert, R., Kaierle, S. (eds) Additive Serienfertigung. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-56463-9_2

Download citation

Publish with us

Policies and ethics

Navigation