Teilautonome Fertigungszelle für orthopädische Implantate

Das IFW Hannover bearbeitet in Kooperation mit mehreren Industrieunternehmen das Forschungsprojekt TempoPlant. Ziel des Projekts ist die Umsetzung und Erforschung einer teilautonomen Fertigungszelle für die Implantatfertigung am Beispiel eines Distal Radial Ulnar Joint (DRUJ) Implantats und eines Dentalimplantats.

Durch die intelligente Vernetzung der Teilsysteme wird eine drastische Reduzierung der sich wiederholenden manuellen Arbeits- und Dokumentationsschritte erreicht. Grundlage dafür bildet die Komplettbearbeitung orthopädischer Implantate auf einem 5-Achs-Bearbeitungszentrum. Alle Handlingaufgaben zwischen den Prozessschritten werden durch einen Roboter in einer offenen Zelle vollzogen. Die Prozesssicherheit der autonomen Fertigung wird durch eine Prozessüberwachung auf Basis einer prozessparallelen Simulation sichergestellt, wobei die Prozesskraft unter anderem mit den sensorischen Fähigkeiten des Spannsystems gemessen wird. Die Qualitätskontrolle wird des Weiteren automatisiert mit Hilfe eines optischen Messsystems durchgeführt. Alle generierten Daten werden über bidirektionale Schnittstellen auf einer IIoT-Plattform gespeichert, sodass ein vollständiges digitales Prozessabbild entsteht und angepasste Prozessparameter in den Prozess zurückgegeben werden können. Mit diesen Informationen wird eine automatisierte Dokumentation nach Richtlinien der Medizintechnik möglich, was den manuellen Dokumentationsaufwand reduziert. Die entwickelten Teilsysteme der teilautonomen Fertigungszelle werden am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen in einen Demonstrator zusammengeführt. Gleichzeitig werden die notwendigen medizintechnischen Validierungen vorbereitet, was eine spätere Implementierung der Fertigungszelle bei den Anwendungspartnern erleichtert.

Dieses Forschungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Programm „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut, wofür sich das Konsortium bedankt. Die Verantwortung für den Inhalt dieser Webseite liegt beim Konsortium.