Eigenschaftsvergleich von spritzgegossenen und additiv gefertigten Formgedächtnispolymeren

Abstract

Formgedächtnismaterialien werden seit vielen Jahrzehnten sowohl im technischen als auch im medizinischen Bereich erfolgreich eingesetzt. Aufgrund des Forschungsfortschritts sind Form-gedächtnismetalle bzw. Legierungen aus Formgedächtnismetallen seit vielen Jahrzehnten in der Medizin im Einsatz. In den letzten Jahren bzw. Jahrzehnten werden auch vermehrt Formgedächtnispolymere (im Eng-lischen: Shape-Memory-Polymer) eingesetzt. Diese haben aufgrund ih-rer Polymerkettenstruktur die Möglichkeit, dass Memory-Effekte (z. B. ein Vergrößern oder Verkleinern des Durchmessers) durch einen exter-nen Stimulus wie beispielsweise Temperatur aktiviert werden können. Da in der Medizin die Möglichkeit der additiven Fertigung (Englisch: Additive Manufacturing, kurz: AM) viele Vorteile hinsichtlich der Indi-vidualisierung von patientenspezifischen Implantaten birgt, werden im Rahmen dieser Veröffentlichung Unterschiede zwischen spritzgegosse-nen Formgedächtnispolymeren und additiv gefertigten Formgedächt-nispolymeren untersucht.
Dabei werden sowohl mechanische Eigenschaften nach DIN EN ISO 527-1 als auch das Rückstellungsverhalten aufgrund des Formgedächt-niseffektes miteinander verglichen. Ziel der Veröffentlichung ist es zu untersuchen, ob durch die additive Fertigung mittels Materialextrusion eine Änderung der Materialeigenschaften auftritt und somit geänderte mechanische oder „Gedächtnis“-Eigenschaften zu beobachten sind.
Die mechanischen Untersuchungen vergleichen dabei nicht nur spritz-gegossene mit additiv gefertigten Vielzweckprüfkörpern, sondern un-tersuchen auch die verschiedenen Belastungsgrenzen aufgrund des ge-wählten Strangablagemusters der AM-Bauteile.
Den Abschluss dieser Veröffentlichung stellt ein Vergleich der Ergeb-nisse und die dazugehörige Zusammenfassung und ein Ausblick hin-sichtlich der Anwendung bei medizinischen Implantaten dar.