Das 3D-Druck-Unternehmen InssTek aus Korea hat eine seiner neuesten Entwicklungen vorgestellt, die dem Unternehmen mit seinen verschiedenen 3D-Druck-Technologien gelungen sind. Zum Beispiel wurde ein 3D-gedrucktes künstliches Hüftgelenk erfolgreich hergestellt und von der FDA zugelassen. Außerdem konnte InssTek erfolgreich mit 3D-Druck eine skalierte Raketendüse aus mehreren Materialien für die Luft- und Raumfahrt drucken.

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Das koreanische Metall-3D-Druck-Unternehmen InssTek hat mit dem MX-Mini bereits im Jahr 2016 seinen ersten „DED“ Desktop-Metall-3D-Drucker vorgestellt. Seitdem hat das Unternehmen einiges erreicht und berichtet im Blog von 3dprintingindustry.com über seine neuesten Meilensteine, die mit seinen additiven Fertigungstechnologien mit Direct Energy Deposition (DED) entstanden sind. Sie haben unter anderem an einem 3D-gedruckten künstlichen Hüftgelenk mitgearbeitet, das von der Food and Drug Administration (FDA) zugelassen wurde. Außerdem haben sie eine Raketendüse aus mehreren Materialien für die Luft– und Raumfahrt entwickelt und 3D-gedruckt.

3D-Druck eines künstlichen Hüftgelenks

Für den 3D-Druck des künstlichen Hüftgelenks und der Pfannenkomponente nutzten die Entwickler die Metal Porous Coating (MPC)-Technologie von InssTek. Bei dieser DED-3D-Druck-Technologie werden Muster poröser Strukturen auf die Oberfläche künstlicher Gelenke unter Verwendung von medizinischem Titanpulver gedruckt. Das künstliche Gelenk wird zusammen mit dem Titanpulver zu einer Legierung geschmolzen, um optimale Rauheit und Porenstruktur zu erreichen.

Die MPC-Technologie ermöglichte es InssTek, eine BENCOX Mirabo Z Cup Cortinium-Hüftgelenkpfanne des koreanischen Herstellers Corentec zu beschichten. Das künstliche Gelenk hat die FDA-Zulassung erhalten, wodurch InssTek nun seine MPC-Technologie auf Kobalt-Chrom-Legierungen für künstliche Knie- und Sprunggelenke anwenden kann. Weitere Untersuchungen sollen zeigen, ob sich die MPC-Technologie für andere industrielle Anwendungen eignet.

3D-Druck eines künstlichen Hüftgelenks
Mit der MPC-Technologie konnte InssTek ein 3D-gedrucktes künstliches Hüftgelenk herstellen (im Bild: Hüftgelenk in der Entstehung)(Bild © InssTek).

Mehrmaterial-3D-Druck

InssTek hat außerdem eine 3D-gedruckte Raketendüse für die Luft- und Raumfahrt vorgestellt. Raketendüsen und andere Teile in dieser Branche müssen oft extremen Umgebungen standhalten. Die Arbeitstemperatur und der Wärmefluss im unteren und oberen Bereich des Bauteils sind oft unterschiedlich und benötigen daher unterschiedliche Materialien für optimale Leistung. Die erhöhte Nachfrage nach der Verwendung mehrerer Materialien im Luft- und Raumfahrtsektor in einem einzigen Teil und das Verbinden verschiedener Materialien ist, was Oberflächenhaftung, Schwäche und Instabilität betrifft, oft noch eine Herausforderung. Daher werden meist Teile aus einem einzigen Material hergestellt, was jedoch das InssTek-Team ändern wollte.

3D-gedruckte Raketendüsen
InssTek ist der 3D-Druck einer skalierbaren Raketendüse (im Bild) aus mehreren Materialien gelungen (Bild © InssTek).

Das Team untersuchte, wie sich die allmähliche Änderung der Zusammensetzung eines Materials seine Stabilität und Fähigkeit verbessern könnte und Anforderungen besser gerecht wird. Die Functionally Graded Material (FGM)-Technologie, eine neuartige additive DED-Fertigungstechnik, kombiniert zwei Materialien und ändert deren Zusammensetzung schrittweise, um daraus ein Bauteil aus mehreren Materialien herzustellen. Das CVM-Pulverzufuhrsystem von InssTek soll dabei eine stabile Zufuhr während des Metall-3D-Druck-Prozesses gewährleisten. Es überwacht die Pulverzufuhr in Echtzeit und steuert bis zu sechs verschiedene Pulver gleichzeitig. Auf diese Weise gelang InssTek der erfolgreiche 3D-Druck einer skalierten Raketendüse.

Die Neuentwicklungen von InssTek und die MPC-Technologie werden auf der bevorstehenden IMTS-Messe in Chicago im September und auf der formnext in Deutschland zu sehen sein.

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