Projektbeispiele aus dem Bereich Medizintechnik

  • Mittels 3D-Druck können erstmals realistische, biomechanisch korrekte Knochenmodelle hergestellt werden. Im Bereich der Implantatprüfungen und -zulassungen werden Entwicklungsprozesse verbessert, da erstmals künstliche Knochenmodelle zur Verfügung stehen, die an spezifische Krankheitsbilder angepasste Materialeigenschaften aufweisen. Auch die Anzahl der in der Forschung und Entwicklung benötigten Humanpräparate und Versuchstiere könnte reduziert werden.

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  • Patientenindividuelle Orthesen mit reversibler Um-/Anformbarkeit

    Orthesen zur reversiblen, individuellen An- und Abformung durch thermisch induzierten Phasenwechsel des Polymers

    Fingerorthesen kommen meist zur Ruhigstellung einzelner Finger zum Einsatz und sollten für eine bestmögliche Wirkung für die Patientin oder den Patienten maßgefertigt sein. Mit WEAM (Wire Encapsulation Additive Manufacturing) lassen sich Orthesen zunächst in 2D drucken und für die individuelle Fingergröße vordimensionieren; dank »eingedruckter« Drähte können sie anschließend optimal an die Anatomie des Fingers angepasst werden.

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  • Roboter dringen immer stärker in neue Bereiche, wie z. B. die Medizintechnik, vor. Ein Großteil der eingesetzten Robotik ist jedoch noch aus starren Gliedern und definierten Gelenken aufgebaut, was ihre Einsatzfähigkeit insbesondere bei sehr komplexen und menschennahen Aufgaben limitiert. Die Kontinuumsrobotik in Kombination mit innovativen Strukturkonzepten, gezielt eingesetzter Sensorik und neu gedachten Bewegungsmechanismen zeigt hier interessante Lösungswege auf.

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  • Roboterarm für die Pflege - Corubot

    Überführung der Curved-Line-Folding-Kinematik der Wasserfalle in einen multifunktionalen Materialverbund

    Der demografische Wandel und jüngste Extremfälle wie die COVID-19 Pandemie zeigen eindrucksvoll das Problem des Pflegenotstands und die zukünftige, gesellschaftliche Herausforderung einer finanzierbaren, menschenwürdigen Patientenbetreuung. Physisch unterstützende Systeme, denen ein hohes Potential in der Unterstützung der Pflege zugeschrieben wird, finden aufgrund der hohen Anschaffungskosten nur schwer in die Branche. Bei der Gestaltung eines in der Pflege unterstützenden Robotersystems müssen daher dessen Kosten massiv reduziert werden. Dies wird im Projekt Corubot durch die Entwicklung eines Strukturkonzepts erreicht.

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  • Durch den Einsatz von nachgiebigen Materialien in der Soft-Robotik entstehen flexible Systeme, die ein hohes Maß an inhärenter Sicherheit für die Mensch-Maschine-Interaktion aufweisen. Soft-Robotern fehlt dadurch oft die für die Ausübung vieler Tätigkeiten nötige Steifigkeit. Im Rahmen des Fraunhofer Cluster of Excellence Programmable Materials werden Strukturen mit adaptiver, also schaltbarer Steifigkeit entwickelt. Dafür wird ein Programmierbares Material designt, das eine wiederholbare und ortsaufgelöst dynamisch schaltbare Steifigkeit inkl. einer Positionsfixierung ermöglicht und als schaltbares Gelenk zur Segmentkopplung u. a. für menschennahe Roboter dienen kann.

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  • Ziel unseres Projekts ist es, mittelfristig eine Strategie für die Verwertung von Abfällen aus dem Bereich Medizintechnik zu entwickeln und diese in die Wirtschaft zu überführen. Im Fokus stehen vor allem Abfälle von Kliniken oder Arztpraxen. Dazu müssen Kernfragen zur Zusammensetzung des Abfalls, zu Akteuren innerhalb der Prozesskette, Regularien, Materialströmen und Verarbeitung von Rezyklaten beantwortet werden.

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  • Roboter dringen immer stärker in neue Bereiche, wie z. B. die Medizintechnik, vor. Ein Großteil der eingesetzten Robotik ist jedoch noch aus starren Gliedern und definierten Gelenken aufgebaut, was ihre Einsatzfähigkeit insbesondere bei sehr komplexen und menschennahen Aufgaben limitiert. Die Kontinuumsrobotik in Kombination mit innovativen Strukturkonzepten, gezielt eingesetzter Sensorik und neu gedachten Bewegungsmechanismen zeigt hier interessante Lösungswege auf.

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  • Das Presshärten ist eine Schlüsseltechnologie zur Fertigung crash-relevanter Bauteile in der Automobilindustrie. Die Auslegung des Presshärteprozesses ist aufgrund vieler unterschiedlicher Prozessparameter und Abhängigkeiten eine Herausforderung. Starre Prozessparameter und große Sicherheiten verhindern eine optimale Wertschöpfung. Am Fraunhofer IWU wurde eine Machine-Learning-basierte Prozessregelung entwickelt, um dies zu verbessern.

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