Abstract

Abstract

In dieser Studie wurde der dreidimensionale Pulverdruck zur Herstellung von maßgeschneiderten Strukturen auf Magnesiumphosphatbasis verwendet. In einem ersten Schritt wurden Farringtonit-Pulver durch Sintern und anschließendes Mahlen synthetisiert. Optimierte, für den Druck geeignete Pulver wurden nach 60-minütigem Mahlen erhalten, was zu einer mittleren Teilchengröße von 16 μm führte. Diese Pulver wurden mit Bindemittelflüssigkeiten bestehend aus 2M K2HPO4, 0-5M (NH4)2HPO4 oder 20%H3PO4 zu einer Matrix aus Struvit-(K) (MgKPO4.6H2O), Struvit (MgNH4PO4.6H2O) oder Newberyit (MgHPO4.3H2O) durch eine hydraulische Abbindereaktion umgesetzt. Während der Druck von Struvit-(K) aufgrund der langen Abbindezeit dieses Zementsystems nicht möglich war, konnten sowohl Newberyit- als auch Struvitproben mit guter Maßhaltigkeit verarbeitet werden. Die Festigkeit war nach dem Druck zunächst gering, nämlich im Bereich von 1-3-2-8 MPa; eine zusätzliche Nachhärtung in den Bindemitteln erhöhte jedoch die Druckfestigkeit auf maximal 10 MPa für Struvit und 36 MPa für Newberyit. Dies ging mit einem höheren Grad der Umwandlung in die Erstarrungsprodukte einher, wie die Röntgenbeugungsanalyse zeigt. Strukturen auf Magnesiumphosphatbasis, die durch dreidimensionales Drucken hergestellt werden, könnten als biologisch abbaubares Knochenersatzmaterial oder zur schnellen Herstellung von Formen für den Metallguss verwendet werden, wie in dieser Studie gezeigt wurde.