Nye led lige fra pressen

Det er ikke kun små plastikdele, der kan 3D-printes. Udviklingen inden for additiv produktion betyder, at der kan skabes forskellige former af forskellige råmaterialer. Nu producerer 3D-printeren specialtilpassede ortopædiske implantater til patienter ved hjælp af en vakuumpumpe fra Busch gruppen.

Tidligere havde en patient, der ventede på et medicinsk implantat, to valgmuligheder: et generisk stykke fra et katalog eller en ekstremt lang ventetid for at få en tilpasset pasform. 3D-print giver mulighed for det bedste fra begge verdener: et anatomisk præcist implantat og kort ventetid på operationer. Den forbedrede pasform betyder også mindre ubehag efter operationen og et lavere behov for flere operationer senere hen.

Et trykt implantat

Alle menneskekroppe er forskellige. Det kan derfor kræve flere ugers besværlig formning, fræsning og slibning at fremstille et implantat ved hjælp af traditionelle metalbearbejdningsteknikker for at opnå den helt rigtige, komplekse anatomiske form – og det kan kræve flere dele. Med 3D-print kræver processen en mindre arbejdsindsats. Implantatet kortlægges i et designprogram, som opdeler det i hundredvis eller endda tusindvis af små skiver. Derefter "printer" 3D-printeren de enkelte skiver oven på hinanden – en proces, der giver ét stykke og kan gennemføres på få dage.

Koncentreret under vakuum

Metalimplantater skabes ved hjælp af elektronstrålesmeltning (EBM) under vakuum. Først fjerner en vakuumpumpe fra Busch al luften fra byggekammeret. Derefter opvarmes en ledning af wolfram til 2.500 °C, hvilket får den til at afgive elektroner. Disse koncentreres i en stråle og projiceres på et underlag af pulveriseret metal, normalt titanium eller kobolt-krom. Elektronstrålen opvarmer og smelter de pulverpartikler, som den kommer i kontakt med, og sporer den form, der er angivet i designprogrammet. Dette skaber et tyndt metallag på pulverbeholderens bund – det nederste lag af 3D-objektet. Beholderen sænkes derefter sammen med det, der er blevet trykt indtil videre, der tilsættes mere pulver, og det næste lag smeltes oven på det første. Denne proces gentages, indtil det sidste lag – og implantatet – er færdigt. EBM udføres under vakuum af tre forskellige årsager. Først og fremmest præcision. Hvis der er andre gasmolekyler til stede, kan elektronstrålen kollidere med dem og bøje af, hvilket resulterer i smeltning af de forkerte metalpartikler. Dette kan påvirke nøjagtigheden af slutproduktet væsentligt. Vakuum sikrer også et homogent materiale: Da der ikke er luft i kammeret, kan der ikke dannes bobler i det smeltede metal. Endelig betyder manglen på ilt, at metallet ikke oxiderer, når det opvarmes. Det betyder, at eventuelt overskydende pulver kan genbruges til næste printeproces.