Die Umsetzung monolithischer Implantatdesigns aus bioaktiven Keramiken ist anspruchsvoll, da deren mechanische Eigenschaften nicht ausreichen, um den während des Einsatzes auftretenden Belastungen standzuhalten. Ein potenzieller Ansatz für Anwendungen im Bereich des Knochenersatzes wäre ein Multimaterial-Implantat, bei dem eine mechanisch stabilere Biokeramik mit einer bioaktiven Keramik kombiniert wird. Die Verbindung beider Komponenten ist jedoch aufgrund ihres unterschiedlichen Schrumpfverhaltens während des Sinterprozesses eine Herausforderung. Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung verschiedener Fügemechanismen, um diese Herausforderung zu kompensieren. Für die Experimente wurde das Sinterfüge-Verfahren ausgewählt, bei dem eine Presspassung an den Verbindungsflächen der Teile indiziert wurde. Als Materialkombination wurden Hydroxylapatit und yttriumstabilisiertem Zirkoniumdioxid (Zirkonia) getestet. Zur Auslegung der Presspassung wurden Daten aus Hochtemperatur-Dilatometrie-Messungen herangezogen, um die Schrumpfraten der Einzelmaterialien präzise zu bestimmen. Die Bauteile wurden gemeinsam bei 1300 °C gesintert. Im Rahmen der Studie wurden zwei unterschiedliche Fügemechanismen entwickelt und evaluiert: das angepasste Vice versa-Design und das Keil-Design. In beiden Fällen konnte eine Presspassung erzielt werden, wobei die Ergebnisse auf eine höhere Zuverlässigkeit des Keil-Designs hinweisten. Das Keil-Design wurde daraufhin mithilfe verschiedener CAD-Softwarelösungen in zwei komplexere Implantatmodelle integriert und der Entwicklungsprozess dokumentiert. Nach der Fertigung wurde die Presspassung analysiert, wobei die Ergebnisse zeigten, dass die Presspassung nicht erreicht wurde. Bei den Zirkoniateilen kam es zu einer Winkelverformung. Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass die ungleichmäßige Wandstärke innerhalb der Teile zu Verformungen während des Sinterns führte.
Péter Zsolt Deák (Fri,) studied this question.