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Wirtschaftlich und anforderungsgerecht: Teilautonome Fertigungszelle für individuelle Implantate

Wirtschaftlich und anforderungsgerecht: Teilautonome Fertigungszelle für individuelle Implantate

© Kai/100569 @ IFW
Fertigung der Implantate

Zunehmender Kostendruck, kurze Lieferzeiten, umfassende Dokumentationspflicht: Hersteller medizin-technischer Komponenten müssen sich vielen fertigungstechnischen Herausforderungen stellen. Das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen (IFW) der Leibniz Universität Hannover erforscht aus diesem Grund im Rahmen des Forschungsprojekts TempoPlant eine Fertigungszelle zur teilautono-men Fertigung individueller Implantate. Ziel ist die drastische Reduzierung der manuellen Arbeits- und Dokumentationsschritte unter Einhaltung der medizintechnischen Anforderungen.

Am Beispiel von Dentalbrücken und orthopädischen Implantaten entwickelt das Forschungsteam 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.

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.

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 Blockchaintechnologie, die über das Prinzip der Smart-Contracts nutzt.

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.

Eine Projektvorstellung finden Sie auch in der NCFertigung (https://www.nc-fertigung.de/teilautonome-fertigungszelle-fuer-individuelle-implantate) bei YouTube (https://youtu.be/0d8TQ72D_Hs)

Kontakt:

Für weitere Informationen steht Ihnen Sebastian Kaiser, Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen der Leibniz Universität Hannover, unter Telefon +49 511 762 19421 oder per E-Mail unter Kaiser@ifw.uni-hannover.de gern zur Verfügung.