Onderzoek 3D-geprinte microstructuren gepubliceerd in Additive Manufacturing

Nieuws - 30 januari 2019 - Communication

Onderzoekers Jun Wu en Charlie Wang van faculteit Industrieel Ontwerpen, en Eric Garner, Helena Kolken en Amir Zadpoor van Biomecanial Engineering bij faculteit 3mE (TU Delft) hebben een nieuwe typologie ontwikkeld voor 3D-printen van microstructuren. Dit maakt onder andere mogelijk dat 3D-geprinte implantaten natuurlijke botgroei stimuleren, waardoor deze implantaten beter worden opgenomen in je lichaam.

Microstructuren die zijn ontworpen met een geleidelijke overgang van massief naar poreus zijn van groot belang in productontwerp. Bijvoorbeeld voor orthopedische implantaten, waarbij het wenselijk is om een overgang te creĂŤren van een dichte structuur in de kern naar een zeer poreuze structuur aan de kanten waar het bijvoorbeeld bot raakt. Op deze manier stimuleert het ontwerp natuurlijke ingroei van bot, terwijl de structurele integriteit en de functionaliteit van de implantaat versterkt wordt op plekken waar deze botgroei niet nodig is.

Verbinding tussen microstructuren zoeken

Deze techniek, met functionele overgangen van solide naar poreuze structuur, is ook erg bruikbaar om verbindingen tussen verschillende microstructuren zoals implantaten te optimaliseren.

Hiertoe hebben de Delftse onderzoekers de nieuwe microstructuren met overgang in een ‘bottom-up’-topologieproces toegepast. Kun je bijvoorbeeld massieve gedeeltes van zo’n structuur vervangen met een overgang van massief naar poreus? (afbeelding onder, links) En hoe zouden verschillende vormen van poreuze structuren op elkaar kunnen aansluiten? (afbeelding onder, rechts) Meer details, evaluatie en vergelijkingen met alternatieve aanpakken zijn te vinden in de paper 'Compatibility in microstructural optimization for additive manufacturing'. Het is gepubliceerd in het blad Additive Manufacturing.