Fraunhofer presenteert AM implantaten en warmtewisselaars op Formnext

Additive Manufacturing (AM) biedt een enorme vrijheid in materiaalkeuze, geometrie en integratie van functies. Fraunhofer IWU gebruikt de technologie om hoogwaardige medische implantaten en ultradunne, zeer efficiënte warmtewisselaars te printen. Deze week laat Fraunhofer tijdens de Formnext in Frankfurt een aantal onderdelen zien die met revolutionaire printstrategieën zijn geproduceerd.

Warmtewisselaars: Afhankelijk van de toepassing zijn verschillende structuren vereist. Over het algemeen geldt dat hoe groter het beschikbare oppervlak voor warmteoverdracht is, hoe beter het systeem presteert.

Fraunhofer IWU maakt gebruikt van de zogenaamde Laser Powder Bed Fusion (LPBF) technologie. Dankzij LPBF is het mogelijk om functies te integreren in geavanceerde producten en deze tegen redelijke kosten in kleine en middelgrote hoeveelheden te produceren – zonder complexe toeleverings- of procesketens. De twee mogelijkheden om functionele integratie te realiseren zijn het integreren van sensoren of actuatoren, of het verwerken van zogenaamde functionele materialen. Dit resulteert in een fascinerende verscheidenheid aan toepassingen en producten met een hoge gebruikswaarde.

Onderzoekers van Fraunhofer IWU houden zich steeds meer bezig met de behoeften van de medische technologie. Een van hun onderzoeksonderwerpen zijn implantaten met delicate roosterstructuren zoals stents die verstopte bloedvaten openhouden, vooral rond het hart of in de hersenen. Voor een zachte implantatie is het raadzaam zogenaamde superelastische vormgeheugenlegeringen te gebruiken, die pas volledig uitzetten als ze het vernauwde bloedvat bereiken.

Tijdens transport door de katheter wordt de stent elastisch ‘gevouwen’, waardoor de katheter dun is en de procedure minimaal invasief is. Eenmaal op zijn plaats keert de stent terug naar zijn oorspronkelijke vorm. De roosterstructuur van de stent maakt zowel compact transport als permanente stabilisatie mogelijk van een ontwerp gemaakt van draden die slechts 100 tot 200 micrometer dun zijn.

Efficiënte stent productie

Het vervaardigen van stents met het LPBF-proces minimaliseert verspilling: de ruimtes tussen de roosters worden niet meegeprint, terwijl de ruimtes in een cilinder die met vormtechnologie zijn geproduceerd, in een andere processtap met een precisielaser moeten worden uitgesneden. De printtechniek maakt het ook mogelijk om stents met verschillende geometrieën in dezelfde batch te produceren. Het is bijvoorbeeld mogelijk om stents voor hersenaneurysma’s (beroerte) te printen volgens de behoeften van individuele patiënten. Omdat pathologische uitsteeksels in de bloedvaten individueel gevormd zijn, kunnen dergelijke op maat gemaakte producten het risico tijdens de procedure helpen verminderen en de kansen op genezing vergroten.

LPBF maakt de productie van individuele stents binnen dezelfde batch mogelijk

LPBF maakt de productie van individuele stents binnen dezelfde batch mogelijk

Dunwandige warmtewisselaars

Warmtewisselaars zijn essentieel voor de gerichte overdracht van thermische energie van het ene medium naar het andere. Gezien het grote aantal potentiële toepassingen hebben deze componenten een individueel ontwerp nodig op basis van hun beoogde doel en locatie – in termen van warmteoverdrachtsprestaties, drukweerstand en geometrie. Alleen op deze manier kunnen ze optimale prestaties leveren voor een bepaalde toepassing. De efficiëntie van de warmtewisselaar heeft vaak een aanzienlijke invloed op de algehele energiebalans van het systeem.

Additieve productieprocessen zijn zeer geschikt voor toepassingsgeoptimaliseerde, zeer efficiënte warmtewisselaars. Dunwandige en grote, meervoudig gebogen oppervlakken voor warmteoverdracht maken aanzienlijke efficiëntieverbeteringen mogelijk. Metaalprinten met behulp van het LPBF-proces maakt gebruik van de inherente ontwerpvrijheid voor de snelle en efficiënte productie van dergelijke wandconstructies.

Prestatieparameters in vloeistofgebaseerde toepassingen, zoals hogetemperatuurwarmtewisselaars en dampkamers, profiteren enorm van deze structuren – die gemakkelijk te realiseren zijn door middel van 3D-printen. Bovendien vereisen toepassingen bij hoge temperaturen vaak zeer veerkrachtige materialen – die via LPBF economisch worden verwerkt. Tijdens de Formnext zijn er op de stand van Fraunhofer voorbeelden te zien van 3D-geprinte warmtewisselaars

Bedrijvengids

Ook interessant voor jou

3D

3D Makers Zone zet nieuw fieldlab voor metaalprinten op

10-07 Het metaalfieldlab, dat in 2025 operationeel moet zijn, zal fungeren als een gezamenlijke onderzoeks-…

3D

Sodick en Prima Additive gaan alliantie aan voor 3D metaalprinten

03-04 Hiertoe heeft Sodick een minderheidsbelang van 9,5% genomen in Prima Addditive, dat onderdeel is…

3D

Relevantie AM-processen blijft toenemen

15-11 Onder de metatrend van duurzaamheid benadrukten de 859 exposanten het hogere volwassenheidsniveau van hun…

3D

Waar staan de toeleveranciers nu met 3D metaalprinten?

06-11 John Hagelaars van De Valk Additive, onderdeel van Anvil Group, is een van de…

3D

Er komt iets kleins aan…

30-10 AMT heeft de PostPRo SFX in de eerste plaats ontworpen voor gebruikers van 3D…

3D

Geïntegreerde sensoren: De volgende stap in AM

11-10 Trends zoals Industrie 4.0 en het Internet of Things maken het nauwkeurig registreren van…

3D

Formnext 2023 stevent af op recordaantal exposanten

25-09 Met 771 exposanten en een geboekt bruto oppervlak van ruim 50.000 m² twee maanden…

3D

Twee productielijnen voor industrieel 3D-printen

21-12 In Berlijn en Georgensgmünd heeft het team onlangs metalen componenten geproduceerd met 3D-printen, wat…

Metaalnieuws inBeeld

21/03/2024

TechniShow 2024 - The Final Review

16/03/2024

Sfeerimpressie dag 3 en 4 op de TechniShow 2024

16/03/2024

54U Media op de ESEF Maakindustrie 2024

16/03/2024

54U Media, de uitgever in de Metaal sprak op de TechniShow met Anco Euser van Widenhorn BV