Ermittlung geeigneter Stützstrukturen hinsichtlich vertikaler Haltekraft und Oberflächenqualität für die Additive Fertigung dentaler Implantate mittels selektiven Laser-Strahlschmelzens

Abstract

Additive Fertigung transformiert die Produktion von komplexen Bauteilen, besonders in der dentalen Medizintechnik, durch Individualisierung von Implantaten und den Einsatz der Titanlegierung Ti-6Al-4V Grade 23 mit seinen biokompatiblen Eigenschaften. Die zentralen Herausforderungen liegen unteranderem in der Sicherstellung einer kontrollierbaren Oberflächenqualität und der strukturellen Integrität des Bauteils. Stützstrukturen spielen eine entscheidende Rolle für die Oberflächenqualität, Wärmeableitung und Minimierung des Verzugs. Die durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenqualität signifikant von der Ausrichtung und Gestaltung der Stützstrukturen abhängen. Vertikal gebaute Proben und die Minimierung der Anbindungsflächen der Stützstrukturen sind wesentliche Erkenntnisse. Die Optimierung dieser Strukturen verbessert zudem die Qualität und Effizienz, mit Minimierung der Nachbearbeitungszeit, demonstriert durch die additive Fertigung einer Modellgussprothese und trägt zur Weiterentwicklung und Wirtschaftlichkeit in der medizinischen Anwendung bei.

Additive manufacturing is transforming the production of complex components, especially in dental medical technology, through the individualization of implants and the use of the titanium alloy Ti-6Al-4V Grade 23 with its biocompatible properties. The main challenges include ensuring a controllable surface quality and the structural integrity of the component. Support structures play a decisive role in surface quality, heat dissipation and minimizing distortion. The investigations carried out showed that the mechanical properties and surface quality depend significantly on the orientation and design of the support structures. Vertically built samples and the minimization of the connection surfaces of the support structures are essential findings. The optimization of these structures also improves quality and efficiency, with minimization of post-processing time, demonstrated by the additive manufacturing of a model casting prosthesis and contributes to further development and cost-effectiveness in medical applications.