Smart 4D-printed implants and instruments
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Autor:innen
Autor:in (Körperschaft)
Publikationsdatum
09/2020
Typ der Arbeit
Studiengang
Typ
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
Herausgeber:innen
Herausgeber:in (Körperschaft)
Betreuer:in
Übergeordnetes Werk
Current Directions in Biomedical Engineering
Themenheft
DOI der Originalpublikation
Link
Reihe / Serie
Reihennummer
Jahrgang / Band
6
Ausgabe / Nummer
3
Seiten / Dauer
209-212
Patentnummer
Verlag / Herausgebende Institution
De Gruyter
Verlagsort / Veranstaltungsort
Auflage
Version
Programmiersprache
Abtretungsempfänger:in
Praxispartner:in/Auftraggeber:in
Zusammenfassung
Selective laser melting (SLM) was used to manufacture smart programmed structures with customized properties made of biocompatible NiTi shape-memory alloy. A series of helixes was produced with systematically varied SLM process parameters Laser Exposure Time and Laser Power in order to specifically change the thermo-mechanical material properties of the 3D-structures. This innovation opens up the possibility to adjust the NiTi phase transformation temperature during the manufacturing process. This controllable property determines which of the two crystallographic phases martensite or austenite is present at a certain operating temperature and allows the mechanical properties to be adjusted: martensitic devices are soft and pseudo-plastic due to the shape-memory effect, whereas austenitic structures are pseudo-elastic. In a further step, the SLM process parameters were locally varied within 4D-printed twin-helixes. As a result, the phases, respectively the mechanical properties of a single component were adjusted at different locations. The ratio of elastic to plastic deformation and the spring constant of the helix can be locally controlled. This allows, for example, the spatio-temporal programming of 3D-printed surgical instruments or implants that are stimuli-responsive.
Schlagwörter
4D printing, smart tools, Selective Laser Melting, NiTi, transformation temperature
Fachgebiet (DDC)
Veranstaltung
Startdatum der Ausstellung
Enddatum der Ausstellung
Startdatum der Konferenz
Enddatum der Konferenz
Datum der letzten Prüfung
ISBN
ISSN
2364-5504
Sprache
Englisch
Während FHNW Zugehörigkeit erstellt
Ja
Zukunftsfelder FHNW
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Begutachtung
Keine Begutachtung
Open Access-Status
Lizenz
Zitation
DE WILD, Michael und Felix SCHULER, 2020. Smart 4D-printed implants and instruments. Current Directions in Biomedical Engineering. September 2020. Bd. 6, Nr. 3, S. 209–212. DOI 10.1515/cdbme-2020-3053. Verfügbar unter: https://irf.fhnw.ch/handle/11654/32486