MTA-BME Kutatócsoport






Egyénre szabott orvos-biológiai implantátumok és segédeszközök új generációs gyártási folyamatának kidolgozása additív technológiákra

Pályázati azonosító:
NVKP_16-1-2016-0022
Támogató:
Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH)
Futamidő:
2017. január 1. - 2019. december 31.
Témavezető (BME):
Dr. Kovács Norbert Krisztián
Dr. Takács János
Résztvevő kutatók (BME):
Dr. Kiss Zoltán
Dr. Molnár Kolos
Dr. Romhány Gábor
Dr. Suplicz András
Dr. Bakonyi Péter
Dr. Szebényi Gábor
Konzorciumi partnerek (BME):
Varinex Zrt.

Pályázat összefoglalója

A projekt célja az életminőséget javító, egyénre szabott orvostechnikai eszközök új generációjának megalkotása és fejlesztése az additív gyártástechnológiai eljárások komplex rendszerének fejlesztésével (adatgyűjtés, -feldolgozás, modellezés, virtuális gyártás, végeselem analízis, méréseken alapuló validálás, 3D nyomtatás). A projekt eredménye a humán gyógyászat terén egyénre szabott, egyedileg gyártott implantátumok, eszközök előállítása, amelyek mentesek az egyének eltérő sajátosságai okán a gyógyászatban folyamatosan alkalmazott kompromisszumos szükségmegoldásoktól. Döntően a lézeres additív technológiákra fókuszálva olyan kutató-fejlesztő, gyártó mintarendszert és (smart)üzemet alakítunk ki orvostechnikai eszközök gyártására, amely az eddigi, zömmel egyedi kezdeményezésű, apróbb fejlesztéseket rendszer szinten törekszik integrálni, az ipari fejlesztés és egyetemi kooperáció kiépítésével és tartós fenntartásával.

Pályázat eredményei

1. munkaszakasz
2017. január 1. - 2018. december 31.
A pályázat keretében döntően lézeres additív gyártástechnológiákat (AM) alkalmazunk, ami a polimer alapú AM technológiák esetében azt jelenti, hogy főleg a fotopolimer alapú rendszerekre fókuszálunk. A fotopolimer alapú gyártástechnológiák esetén azonban problémát jelent, hogy az elérhető alapanyagok mechanikai tulajdonságai nem megfelelőek sem implantátum, sem orvosi segédeszköz célú felhasználásra. A kutatás első mérföldkő keretében a fotopolimer alapú gyanták töltőanyagokkal (nano adalék) történő társítását végeztük el annak érdekében, hogy a kvázi-statikus, dinamikus és rétegközi mechanikai tulajdonságokat javítsuk. A korábbi kísérleteink rávilágítottak arra, hogy a töltőanyagok megfelelő eloszlatása a sikeres fejlesztés egyik kulcskérdése. Munkánk során kifejlesztettünk egy új keverési módszert és a hozzátartozó eszközt, amely segítségével a töltőanyagok eloszlatását a korábbi, általunk alkalmazott módszereknél (keverőszáras és ultrahangos keverés) hatékonyabban tudtuk elvégezni közvetlenül a fotopolimer alapanyagban. A pályázat során feladatunk még egy speciális fröccsöntési technológia fejlesztése is, amelynek segítségével közvetlenül fröccsöntéssel tudjuk majd az implantátumok polimer elemeit előállítani. Az egyedi implantátumok szigorú minőségbiztosítási kritériuma miatt nagy hangsúlyt fektetünk a gyártástechnológiai paraméterek pontos ismeretére, ezért egy inverz nyomásmérési módszert dolgoztunk ki, amelynek lényege, hogy a szerszámüregben fellépő nyomásokat közvetlenül a betét deformációjából tudjuk meghatározni, ami más mérési módszerrel szemben nincs hatással a gyártott termék minőségére.
Az első munkaszakasz eredményei

2. munkaszakasz
2019. január 1. - 2019. december 31.



Pályázat támogatásával megjelent közlemények


  1. Lukács N. L., Ficzere PP, Temesi T.: Gyártási paraméterektől függő rétegközi hibák vizsgálata CAD szoftverekkel. Gép, LXX. (3), 54-57 (2019)
  2. Zink B., Kovács N. K., Kovács J. G.: Thermal analysis based method development for novel rapid tooling applications. International Communications in Heat and Mass Transfer, 108, 104297/1-104297/9 (2019) 10.1016/j.icheatmasstransfer.2019.104297 IF=3.971 Q1
  3. Tari G., Szabó F., Suplicz A.: Áramlási egyenetlenségek valós idejű elemzése fröccsöntő szerszámban. Polimerek, 5, 424-428 (2019)
  4. Temesi T., Kiss Z.: Nem tömör szerkezetű, 3D nyomtatott orvostechnikai implantátumot modellező próbatestek vizsgálata. in 'XXVII. Nemzetközi Gépészeti Konferencia (OGÉT 2019) Nagyvárad, Románia. 2019.04.25-2019.04.28.,557-560 (2019)
  5. Kotrocz L., Bakonyi P.: Pontszerű terhelés vizsgálata egyedi mérőfeltéttel DMA berendezésben. in 'XXVII. Nemzetközi Gépészeti Konferencia Nagyvárad, Románia. 2019.04.25-2019.04.28.,292-295 (2019)
  6. Kotrocz L., Bakonyi P.: Pontszerű terhelésre alkalmas mérőfeltét tervezése DMA berendezéshez. in 'OGÉT 2018, XXVI. Nemzetközi Gépészeti Konferencia Marosvásárhely, Románia. 2018.04.26-2018.04.29,5 (2018)
  7. Suplicz A., Kovács N. K.: Polimer alapú 3D nyomtatott prototípus fröccsöntő szerszámbetétek formaüregének indirekt nyomásmérése. in 'OGÉT 2018: XXVI. Nemzetközi Gépészeti Konferencia: 26th International Conference on Mechanical Engin Marosvásárhely, Románia. 2018.04.26-2018.04.29.,434-437 (2018)
  8. Kotrocz L., Bakonyi P.: Pinpoint Loading Examinations of Poly(lactic acid) Biopolymers. Acta Technica Jaurinensis, 11, 206-217 (2018) 10.14513/actatechjaur.v11.n4.480
  9. Kotrocz L., Bakonyi P.: The Examination of Photopolymer-based 3D Printed Products in the Case of Pinpoint Loading. in 'iCAT2018 7th International Conference on Additive Technologies Maribor, Szlovénia. 2018.10.10-2018.10.11.,5 (2018)
  10. Szebényi G., Czigány T., Magyar B., Karger-Kocsis J.: 3D printing-assisted interphase engineering of polymer composites: Concept and feasibility. Express Polymer Letters, 11, 525-530 (2017) 10.3144/expresspolymlett.2017.50 IF=3.064 Q1

© 2014 BME Polimertechnika Tanszék - Készítette: Dr. Romhány Gábor