Fraunhofer stemt sterkte botprotheses af op belasting
In een poging de menselijk botstructuur na te bootsen, heeft het Fraunhofer-instituut een methode ontwikkeld om de porositeit van materiaal te optimaliseren. Met eindige-elementen-berekeningen ontwierpen maakten de onderzoekers een kaakprothese poreus op plaatsen waar weinig krachten inwerken en dichter op zwaarder belaste plekken. De kaak is geproduceerd met selectief lasersinteren.
Levende botten kunnen zich aanpassen aan de kracht die erop inwerkt. Zo veranderen de botten van astronauten die lang in de ruimte blijven door het gebrek aan zwaartekracht of verzwakken botten van mensen die lang in het ziekenhuis liggen. De porositeit verandert naar gelang de belasting. Daarom zien botten er sponsachtig uit: op de ene plaats poreuzer dan de andere. Een grotere porositeit maakt de structuur lichter.
Het Fraunhofer-instituut voor productietechniek en toegepaste materialen (IFAM) tracht met eindige-elementen-berekeningen structuren te optimaliseren op een manier die lijkt op de aanpassing van deze natuurlijke materialen.
Andreas Brublies van het Fraunhoferinstituut: ’We definieerden tien verschillende porositeiten bij de materiaaleigenschappen. Deze porositeiten verdeelden we willekeurig over de elementen. Op basis van een opgelegde belasting berekent het programma vervolgens een herverdelingen van het materiaal totdat een minimum in de energie ontstaat.‘ Hierbij zagen de onderzoekers structuren ontstaan die typisch zijn voor levende materialen, zoals vezels.
Zowel de simulatie as de rapid prototyping zijn nieuw. Aan de simulatie hebben de onderzoekers de laatste vijf jaar gewerkt, de prototyping kwam daar de laatste twee jaar bij. Het kaakbeen is het eerste onderdeel dat als prototype gemaakt is.
RFID-toegangsbeveiliging nu nog makkelijker
Voor Identification and Access Management (I.A.M.) heeft Pilz het bedrijfsmoduskeuze- en toegangsautorisatiesysteem PITmode. Voor een onderdeel van dit systeem, de PITreader, heeft Pilz een RFID-transponder in kaart- en stickerformaat ontwikkeld. Alle varianten zijn vrij beschrijfbaar en rechten kunnen vastgelegd worden door gebruik te maken van de eenvoudig passende softwaretools.
Burblies: ’In het vervolg van het project zullen we naar andere rapid prototyping-technieken kijken zoals elektronenbundelsmelten en investment casting. Verder zullen we verfijningen aanbrengen in het ontwerp. We willen de techniek toepassen voor biomaterialen maar ook om technisch materialen te maken. In de loop van het project ontstond ook interesse vanuit de automotive industrie. Het materiaal kan daar als alternatief voor metaalschuim dienen.‘
Om de techniek goedgekeurd te krijgen voor medisch gebruik in de chirurgie is eerst een procedure nodig die zeker vier jaar duurt.
