6-Achsen-Prüfstand

• Fachliche Zuordnung: Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau
• Förderung: Förderung in 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 512522340

Ziel des Antrages ist die Integration eines Mehrachsenprüfstandes für humane Röhrenknochen unter individuellen Belastungsszenarien in die biomechanische Forschung an der Universität des Saarlandes. Das Kernstück des Prüfstandes bildet dabei ein 6-Achsen-Hochlast-Hexapod, der durch die Möglichkeit einer Einzelansteuerung der jeweiligen Achsen vielfältige Belastungszustände realisieren kann. Durch die Verwendung von individuell einstellbaren Formspannsystemen können verschiedene Knochen, Knochenproben und Knochen-Implantat-Systeme in dem Prüfstand getestet werden. Die Auswertung der Versuche erfolgt über zwei verbaute 6-Achsen-Kraft- und Momentensensoren, sowie über ein 4-Kamerasystem mit angeschlossener digitaler Bildkorrelation. Die Triggerung des Auswertesystems erfolgt über einen eingebetteten Kontroller und entsprechend konfigurierten Eingabe- und Ausgabe-Modulen. Der beantragte Prüfstand stellt eine wichtige Erweiterung der biomechanischen Ausstattung an der Universität des Saarlandes dar und ermöglicht zukünftig die Testung von Knochen und Knochen-Implantat-Systemen unter Belastungsszenarien, die mit den derzeit vorhandenen Prüfständen nicht realisiert werden können. Im Bereich der Unfallchirurgie und der Implantatentwicklung können mit Hilfe des beantragten Prüfstandes Knochen-Implantat-Systeme, basierend auf der klinischen Versorgung von Patienten, realitätsnah und individualisiert getestet werden. Dies ist derzeit an der Universität des Saarlandes nur eingeschränkt mit einem 3-Achsen-Prüfstand des Lehrstuhls für Technische Mechanik möglich und wird durch die realitätsnäheren Belastungen zu deutlichen Verbesserungen gegenüber der jetzigen Situation führen. Gleiches gilt für die geplanten Anwendungen aus dem Bereich der Orthopädie. Auch hier können entsprechende Versorgungen an Röhrenknochen mit personalisierten Belastungen beaufschlagt und so umfangreich patienten-spezifisch getestet und analysiert werden. Zusätzlich erlauben die Kamera-basierte Versuchsauswertung und der gut einsehbare Prüfstand eine Beobachtung der Proben unter Last. Dies wird von den Antragstellern gezielt in Lehrveranstaltungen für die Studierenden eingebaut werden. Die Antragsteller verfügen über eine hohe Expertise im Bereich der experimentellen Biomechanik und sind bereits seit längerem über gemeinsame laufende Projekte untereinander verbunden. Insbesondere in der Konzeption, der Konstruktion und der Programmierung von selbstentwickelten Prüfständen verfügt der Lehrstuhl für Technische Mechanik über eine langjährige Erfahrung. Das Ziel, den beantragten Prüfstand in der Forschung auf dem Campus Homburg zu etablieren, wird durch die breite Unterstützung seitens der Medizinischen Fakultät gelingen. Durch den Aufstellort auf dem Campus Homburg ist die Nutzung von humanen Nasspräparaten, die aus rechtlichen Gründen den Campus Homburg nicht verlassen dürfen, sichergestellt. Darüber hinaus ermöglicht die klinische Infrastruktur eine optimale Nutzung der Präparate.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 6-Achsen-Prüfstand
• Gerätegruppe: 2990 Sonstige Werkstoff-Prüfmaschinen und Zubehör (außer 290-298 und 410-419)
• Antragstellende Institution: Universität des Saarlandes
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Stefan Diebels