Additive Fertigung

Die Möglichkeiten, die die additiven Fertigungsverfahren – auch 3D-Druck genannt -- bieten, haben sich durch die technische Entwicklung der letzten drei Jahrzehnte sehr stark weiterentwickelt. Damit haben sie einen immer größeren Einfluss auf Forschung und Entwicklung in unzähligen Lebensbereichen. Der Trend der Entwicklung geht mittlerweile aber auch klar in die Richtung der industriellen Anwendungen. Auch im Themenkomplex der Medizintechnik beschleunigt 3D-Druck die Entwicklung neuer Methoden durch verkürzte Entwicklungszyklen, aber auch dadurch, dass hochintegrierte Bauteile Lösungen ermöglichen die konventionell schwer umsetzbar wären. In Kombination mit den dreidimensionalen Datensätzen aus Bildgebungsmodalitäten wie CT, MRT und Ultraschall, die im klinischen Alltag zum Standard geworden sind, bieten sich hier vielversprechende Synergien. Anhand der Daten kann eine Diagnose erfolgen, die dann durch patientenspezifische Modelle und Simulationen einen Pfad aufzeigt, um die bestmögliche Versorgung zu gewährleisten. Folglich kann in der individualisierten Therapie der 3D-Druck auf Basis von patientenspezifischen dreidimensionalen Bilddaten die maßgeschneiderte Behandlung auch sehr spezieller Defekte ermöglichen.

Unser Team für additive Fertigungsverfahren am IMTE verfügt über eine Vielfalt unterschiedlicher Technologien. Dazu gehören neben den Verfahren der filamentbasierten Extrusion von Kunststoffen, der Stereolithographie und der tintendruckähnlichen Polyjetverfahren auch speziellere Techniken wie das selektive Laserschmelzen von Metallpulvern oder die Mehrphotonenpolymerisation zur Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen. Durch die Einbindung der additiven Fertigung in eine Vielzahl von Forschungsprojekten kann am IMTE ein breites Portfolio von Forschungs- und Entwicklungsaufgaben umgesetzt werden.

Modelloptimierung

Individuelle Implantate stellen einen großen Mehrwert für Patienten dar. Solche Implantate werden auf der Basis von tomographischen Bilddaten erstellt, indem zunächst einzelne Strukturen segmentiert und anschließend in 3D-Modelle, sogenannte Polygongitter, überführt. Durch Abbildungsfehler, pathologische Veränderungen der Anatomie und Bildartefakte sind diese Modelle oft fehlerbehaftet und müssen manuell nachbearbeitet werden. Am IMTE werden Algorithmen entwickelt, die diese Korrekturen automatisiert durchführen können. Um diese Prozesse bestmöglich umzusetzen fließen Kenntnisse über die gesamte Bildgebungskette in die Implementierung ein.

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