Hüray Ilayda Kök, M. Sc.

Die Forschungsgruppe FOR5250 entwickelt eine ganzheitliche Lösung für die Herstellung, Charakterisierung und simulationsgestützte Auslegung von additiv gefertigten Implantaten in der Zahn-, Mund- und Kieferheilkunde unter Berücksichtigung der physiologischen Bedingungen der individuellen Knochensituation. In dieser Förderperiode ist die Langzeitfunktionalität der Implantate im Fokus. Wir am IKM entwickeln ein skalierbares Materialmodell, das Schädigungseffekte auf verschiedenen Skalen berücksichtigt.
Das Langzeitermüdungsverhalten wird für verschiedene Lastspielzahlen auf der Mikroebene modelliert, während die Gitterstruktur auf Mesoebene untersucht wird. Anschließend wird das Implantat auf Makroebene hinsichtlich Festigkeit und Morphologie optimiert, wobei der Datentransfer zwischen den Ebenen durch künstliche neuronale Netze erfolgt. Durch einen neuartigen Homogenisierungsansatz und Machine Learning wird eine effiziente Kopplung der Skalen erreicht. Um eine Anpassung an den individuellen Kieferknochen zu gewährleisten wird eine Thermodynamische Topologieoptimierung durchgeführt und die optimierten permanenten Implantate können mithilfe von additiver Fertigung hergestellt werden. Ein Multiskalen-Algorithmus hilft dabei, das Gleichgewicht zwischen Struktur und Funktionsfähigkeit zu finden.