Multi-axiale vermoeiingsanalyse van 3D-geprinte poreuze structuren in Ti6Al4V voor biomedische toepassingen

Geavanceerde 3D-print technieken zoals Selective Laser Melting (SLM) zorgen de laatste 15 jaar voor een enorme doorbraak in het gebruik van poreuze structuren voor zowel structurele als medische toepassingen. Met SLM kan men verschillende complexe structuren in één keer bouwen en dit zorgt voor economisch haalbare massa-customisatie, zoals bijvoorbeeld bij op maat gemaakte botimplantanten of heupprotheses. De levensduur en de faalmechanismen van deze 3D geprinte structuren bij realistische belastingen zijn echter onvoldoende gekend. Hierdoor kan de levensduur niet voorspeld worden, wat het volledige potentieel beperkt. Dit onderzoeksproject beoogt het in kaart brengen van de faalmechanismen van multi-axiaal belaste SLM structuren in titanium met specifieke focus op: invloed van het SLM proces en van oppervlakte en warmtebehandelingen (i), analyse van faalmechanismen a.h.v. microCT studies (ii), numerieke modellering (iii), en onderzoek naar de interactie tussen poreuze structuren en het menselijk lichaam (iv). Op lange termijn zal dit resulteren in een verbeterde en voorspelbare levensduur waardoor op maat geprinte implantaten en protheses betrouwbaarder en duurzamer kunnen gebruikt worden.

Trefwoorden:Additive Manufacturing, Porous structures, Multi-axial fatigue, Selective Laser Melting, Patient specific implants, 3D printing

Disciplines:Computer aided engineering, simulatie en design, Biomaterialen, Productieprocessen, -methoden en -technologieën, Structurele en mechanische eigenschappen