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Foto: Kai/100569 @ IFW
Forschungsprojekt Tempoplant: Das IFW Hannover hat zusammen mit den Partnern Endocon, Mack Dentaltechnik, Zeiss Optotechnik und DMG Mori diese teilautonome Fertigungszelle für die Produktion individueller Implantate entwickelt.

Thema der Woche 24/2021

Teilautonome Fertigungszelle für individuelle Implantate

Wie wirtschaftlich ist die teilautonome Fertigungszelle für Implantate unter medizintechnischen Anforderungen? IFW erklärt das Forschungsprojekt Tempoplant.

Das Forschungsteam des Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover entwickelt am Beispiel von Dentalbrücken und orthopädischen Implantaten im Forschungsprojekt Tempoplant eine teilautonome Fertigungszelle zur wirtschaftlichen Herstellung von individualisierten Produkten. Realisiert wird dies durch die Kombination von Bearbeitungssystem und Messtechnik zur Qualitätskontrolle sowie der digitalen Anbindung aller Teilsysteme zur durchgängigen Dokumentation aller relevanter Daten in einer Blockchain.

Kommt die teilautonome Fertigungszelle für individuelle Implantate?

Für die Herstellung der medizinischen Produkte und Implantate erforschen die Projektmitarbeitenden Methoden der Digitalisierung und innovativer Fertigungstechnik und wenden sie entlang der gesamten Prozesskette an. Es beginnt beim Einsatz digitaler Toleranzinformationen (PMI), die technische Zeichnungen in der Arbeitsvorbereitung obsolet machen und die ebenfalls für den automatisierten Soll-Ist-Vergleich in der Qualitätskontrolle verwendet werden. Im Projekt übernimmt ein Automatisierungsroboter das Bauteilhandling und ein weiterer Messroboter, welcher mit einem optischen Messsystem ausgestattet ist, führt die Geometriemessung unmittelbar nach der Fertigung durch. Geometrieelemente, die optisch nicht prozesssicher erfasst werden können, werden in der Werkzeugmaschine zusätzlich taktil gemessen.

Materialabtragsimulation und Blockchain-Technologie

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Foto: Kai/100570 @ IFW Im Forschungsprojekt Tempoplant wurde rund um die Milltap 700 einiges verbaut: weitere Highlights sind die Roboterautomatisierung von Kuka, rechts außen das Zwischenlager und vorne der manuelle Arbeitsplatz. 

Die Messdaten werden zu Dokumentationszwecken eindeutig jedem Implantat zugeordnet und gespeichert. Darüber hinaus kann die Fertigungszelle auf unzulässige geometrische Abweichungen reagieren und die Werkzeugbahnen so anpassen, dass Fertigungsfehler beim nächsten Bauteil kompensiert werden. Parallel zum Fertigungsprozess läuft eine Materialabtragssimulation, die zur Prozessüberwachung auch bei Einzelteilen verwendet werden kann. Die während des gesamten Fertigungsprozesses gewonnenen Daten werden ebenfalls dokumentiert. Um die Nachverfolgbarkeit aller Daten zu gewährleisten, nutzen die Wissenschaftler eine Blockchain-Technologie, die über das Prinzip der Smart-Contracts nutzt.

Partner Endocon, Mack Dentaltechnik, Zeiss Optotechnik, DMG Mori

Neben der technologischen Umsetzung der Fertigungszelle will das Forschungsteam die spezifischen Anforderungen der MDR und der DIN EN ISO 13485:2016 erfüllen. Die möglichen Umsetzungsmaßnahmen werden in engem Austausch mit Partnern Endocon, Mack Dentaltechnik, Zeiss Optotechnik und DMG Mori diskutiert und in einem Handlungsleitfaden zusammengefasst. Die Projektvorstellung finden Sie auch bei YouTube. Für weitere Informationen steht Sebastian Kaiser, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 19421 oder per Email unter Kaiser@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.

Foto: SW

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Foto: Rüdiger Kroh

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