Botten bakken | Technisch Weekblad
Nieuws

Botten bakken

Botten bakken: het klinkt bizar, maar het komt nog het dichtste bij de techniek die het Duitse onderzoeksinstituut Fraunhofer Gesellschaft heeft ontworpen.

Bot is een wonderlijk weefsel. Het is erg licht, maar het kan toch enorme massa’s dragen. Bovendien is het veerkrachtig en daardoor erg robuust. Dit komt omdat botten poreus zijn en hierdoor vergelijkbaar met sponzen. Deze eigenschappen van bot houden wetenschap en industrie al lang bezig. Vooral de lichtgewicht-industrie is erg geïnteresseerd in deze eigenschappen en zou deze dan ook graag kopiëren. Dat is onderzoekers van het Fraunhofer Gesellschaft in Duitsland nu gelukt.

Eerder al hadden de onderzoekers een simulatieprogramma ontwikkeld dat de interne structuur en de dichtheidsverdeling van botten kon berekenen. Op basis hiervan konden de wetenschappers zeggen wat de structuur van andere materialen moest zijn als ze net zo stevig en toch licht als bot moesten worden.

Maar nu zijn de onderzoekers nog verder: ze hebben kunstmatig bot gemaakt. Dat wil zeggen, het is ze gelukt om van metaalpoeder een onderkaak te ‘bakken’. Deze metalen onderkaak heeft dezelfde structuur als een menselijke onderkaak van bot.

Lees verder onder de foto.

Metalen onderkaakimplantaat

Een onderkaakimplantaat, 'gebakken' van metaalpoeder.



De onderzoekers maken de metalen botten met behulp van rapid prototyping technologie. Een oppervlakte wordt gecoat met hele dunne laagjes metaalpoeder. Een laser verhit het metaalpoeder op specifieke plaatsen. Door deze enorme verhitting gaat het metaalpoeder sinteren, waardoor het op deze plaatsen stevig en hard wordt. Dit is het beste te vergelijken met het bakken van een cake. Na dit ‘bakproces’ wordt het overige metaalpoeder verwijderd. Hierdoor blijft er een poreus object over, dat toch heel stevig is.

De onderzoekers hebben ook een methode ontwikkeld waarmee ze de interne structuur van de ‘gebakken’ producten zelfs na fabricage nog kunnen aanpassen. Dit doen ze door met heel nauwkeurige boortechnieken (precision drilling).

De techniek waarmee deze lichtgewicht materialen gemaakt kunnen worden, is erg aantrekkelijk voor veel bedrijven, waaronder bedrijven die botimplantaten vervaardigen. De techniek maakt het mogelijk om botimplantaten te maken, aangepast op elke afzonderlijke patiënt. Maar ook vliegtuig- en autofabrikanten zijn erg geïnteresseerd in de techniek die ervoor zorgt dat de gefabriceerde materialen lichtgewicht, maar toch heel robuust zijn.

Bron: Fraunhofer Gesellschaft

Beeld: Fraunhofer IFAM

Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!