Medizintechnik

Die Simulation eignet sich hervorragend für die Simulation von Präzisionsschmieden (near-net) beim Entwurf orthopädischer Implantate (Hüfte, Oberschenkel, Knie, Schultern, Knöchel, Zahnimplantate, Schrauben etc.), die physikalische und mechanische Eigenschaften von hohem Niveau gewährleisten. 

Dank der Software FORGE® verfügen Sie über ein hocheffizientes Prognose-Tool für die Simulation des gesamten Schmiedebereichs je nach Verfahrenstyp: Gesenkschmieden, Stanzen, maschinelle Bearbeitung, Wärmebehandlung …

Fehler ermitteln

• Zum Stanzen von Metallteilen können mit Hilfe der Simulation sämtliche schwerwiegenden Fehler aufgespürt werden.
• Der Benutzer kann direkt die Bereiche mit Unterfüllung lokalisieren und leicht den Ursprung der Falten analysieren.

Die Simulation kann auch für die Biomedizin verwendet werden und ermöglicht es, mechanische Belastungen während Knochenablenkungen zu antizipieren.

In der Präzisionsgießerei ist die Simulation ein Werkzeug zur Verbesserung der Leistung Ihrer medizinischen Geräte (Prothesen und orthopädische Implantate).

Insbesondere die Simulation eines Wachsausschmelzprozesses ermöglicht Tool um verschiedene Speiservarianten virtuell zu testen und somit das gesamte Gießsystem zu
optimieren. Unter Berücksichtigung der Selbstsstrahlung erhalten Sie genauere Ergebnisse.

Wachsausschmelzguss für Knieprothesen, mit THERCAST® simuliert

Qualität gegossener Werkstücke kontrollieren

• Überprüfen Sie bei Implantaten, die durch Wachsausschmelzverfahren hergestellt wurden, die Entwicklung der Verfestigung und vermeiden Sie das Risiko des Schrumpfens oder einer Porosität.
• Simulieren Sie den gesamten Gusscluster präzise, indem Sie die Auswirkungen der Selbststrahlung berücksichtigen.

Verbessern Sie auch die Lebensdauer Ihrer MDs (Stents), indem Sie deren Verhalten unter Nutzungsbedingungen simulieren.

Durch Durchführung von Studien zur Lebensdauer von Medizinprodukten (Implantaten, Prothesen usw.) ermöglicht die numerische Simulation auch die Verbesserung der Lebensdauer Ihrer MDs (Stents) durch Simulation ihres Gebrauchsverhaltens.

Studie des dynamischen Verhaltens eines selbstexpandierenden Stents entsprechend dem arteriellen Blutdruckzyklus,  Simulation mit FORGE®.

Die Haltbarkeit bestätigen

• In der Frühphase Ihrer Projekte die verschiedenen Designs testen und das Verhalten Ihrer Teile unter intensiven Nutzungsbedingungen überprüfen.
• Verlässliche Antworten in Bezug auf die Festigkeit der eingesetzten Teile wie auf die Vorhersage der metallurgischen Entwicklungen.

Die numerische Modellierung kann wesentlich zur Innovation im medizinischen Sektor beitragen, da sie verschiedene Arten von biomedizinischen Anwendungen bedienen kann.

Ein Beispiel ist die Distraktionsosteogenese (DOG). Dabei handelt es sich um einen chirurgischen Eingriff, der hauptsächlich im Bereich der Orthopädie zur Rekonstruktion eines deformierten Skeletts oder zur Verlängerung der Knochen des Körpers, insbesondere der unteren Gliedmaßen, eingesetzt wurde.

Diese Technik kann in der Kiefer- und Gesichtschirurgie genutzt werden. Der Vorteil der DOG besteht darin, dass sie gleichzeitig die Knochenlänge und das Volumen des umgebenden Weichgewebes erhöhen kann.

Ursprünglicher Zustand des Kiefers mit 2 zu behandelnden Schneidezähnen

Diese Studien wurden für Dr. Charles Savoldelli, (Kiefer- und Gesichtschirurg in Nizza) mit einer Forschungsversion von FORGE® vom CEMEF durchgeführt. Die Studie berücksichtigte die Wechselwirkungen zwischen Knochen, Knorpelschicht und Weichgewebe.

Implementierung des Finite-Element-Modells (Quelle: Yannick Tillier, CEMEF)

Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Knochen, Knorpelschicht und Weichgewebe

Charakterisierung von biologischen Materialien

• Komplexe Materialien (heterogen, anisotrop ...)
• Umweltempfindliche Materialien
• Verwendung von spezifischer Charakterisierungsausrüstung
• Verwendung der inversen Analyse zur Parameteridentifikation

 Numerische Modellierung

• Implementierung eines superelastischen Lösers
• Verwaltung komplexer Geometrien
• Unterstützung bei der Entwicklung von Medizinprodukten (Brustimplantate, Herzklappen, Cochlea-Implantate)
• Entwicklung der assistierten Chirurgie (Gynäkologie, Augenheilkunde, Kiefer- und Gesichtschirurgie)

Art der Ergebnisse

• Spannungsverteilung in den Gelenkscheiben entsprechend der Mundöffnung
• Berücksichtigung der Patientenasymmetrie
• Auswirkungen von mechanischen Bedingungen und Reibungsbedingungen zwischen Knochen und/oder Gewebe

Hervorhebung der Mehrkörper-Verformungsberechnung