Dipl. Maschinenbautechniker/in HF

Knochenhebel im Metall 3d Druck

Machbarkeitsanalyse für chirurgische Instrumente in der Medizintechnik

Chirurgische Instrumente werden seit Jahrzehnten aus 1.4021 gefertigt. Was, wenn der 3D-Druck dasselbe leistet, mit weniger Zerspanung, weniger Prozessschritten und neuen Geometrien? Diese Arbeit prüft, ob LPBF-gefertigter 17-4 PH (1.4542) den Standard im Instrumentenbau ersetzen kann. Mit Messdaten statt Annahmen. Oder geht auch Titan?

15. November 2026

Marcel Schütz

Scope: Nicht nur ob es hält, sondern ob es sich lohnt

Technisch: Festigkeit, Härte, Korrosion
Wirtschaftlich: Kosten pro Teil, Fertigungsschritte, Losgrössen,
Qualitativ: Reproduzierbarkeit, Präzise

3D Metall Druck chirurgische Instrumente

Ausgangslage Chirurgische Knochenhebel entstehen heute überwiegend in Handarbeit und über viele spezialisierte Zulieferer. Das macht die Fertigung langsam, schwer planbar und kapitalintensiv im Lager. Der Metall-3D-Druck verspricht eine Abkürzung zur nahezu fertigen Form. Ob Werkstoff und Qualität dabei mithalten, klärt diese Arbeit.

Fragestellung Lässt sich ein Knochenhebel additiv statt konventionell herstellen, mit gleichwertiger Qualität und vertretbaren Kosten?

Inhalt

Ist-Analyse des konventionellen Prozesses (1.4021, 45 ±3 HRC)
Werkstoffauswahl nach ASTM F899: 1.4542 als Favorit, Titan Grade 5 als Alternative
Vergleich der Metall-Druckverfahren, Entscheid für LPBF (EBM bei Titan)
Musterberechnung: Rp0,2 von mindestens rund 940 N/mm² reicht für den Hebel
Vier Prozessvarianten im Vergleich, bewertet per Nutzwertanalyse
Prototyp mit Zugprüfung und Härtemessung

Vorgehen