Labor für die Additive Fertigung von Smart Materials für die Medizintechnik - AMSmartMed

• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533297153

Mit dem vorliegenden Vorhaben verfolgt die Hochschule Offenburg das Ziel ihre bestehenden Kompetenzen im Bereich der Medizintechnik und Werkstofftechnik zusammenführen und im Hinblick auf die erkenntnisorientierte Forschung weiter ausbauen. Mit diesem Ziel sind grundsätzliche interdisziplinäre Forschungsfragen zum Verständnis des Aufbaus und der Fertigung von Werkstoffen und ihrer Interaktion mit der biologischen und physikalischen Umgebung verbunden. Der Schwerpunkt des Vorhabens liegt dabei auf einer Kombination von sogenannten Smart Materials mit den fertigungstechnischen Mitteln der Additiven Fertigung. Smart Materials sind funktionelle Werkstoffe, die durch Änderungen ihrer Umgebungsbedingungen mechanische, strukturelle oder multiphysikalische Eigenschaftsänderungen erfahren. Durch die Kombination von Smart Materials mit additiven Fertigungsverfahren eröffnen sich neue Möglichkeiten für die Herstellung von maßgeschneiderten Bauteilen mit einzigartigen Eigenschaften. Smart Materials können in die Druckmaterialien integriert werden, um Komponenten herzustellen, die spezifische medizintechnische Funktionen und Reaktionsfähigkeiten aufweisen. Insbesondere für die Medizintechnik mit der Anforderung komplexer maßgeschneiderter Komponenten mit geringen Losgrößen bietet diese Kombination zahlreiche Vorteile, beispielsweise für die Herstellung von patientenspezifischen Implantaten, adaptiven diagnostischen Geräten bis hin zu anatomischen Modellen für die präoperative Planung. Zur Realisierung dieser Forschungsansätze soll ein Labor aufgebaut werden, das erkenntnisorientierte Forschung zur additiven Fertigung von Smart Materials maximale Materialvielfalt erlaubt. Dabei wird der Bereich der polymerbasierten Werkstoffe durch einen Pelletdrucker für das 4D-Drucken abgedeckt, mit dem insbesondere neue magnetresponsive Kunststoffe gefertigt werden können. Für die Untersuchung metallischer und keramischer Werkstoffe soll eine Kombination aus Binder Jetting-Drucker und Entbinderungs- und Sinterofen beschafft werden. Diese Kombination bietet im Hinblick auf materialunabhängige Forschung den Vorteil einer sehr breiten Materialauswahl, zusammen mit dem Vorteil sehr glatter Oberflächen und dem weitgehenden Verzicht auf Stützstrukturen. Dabei ist der Ofen so ausgelegt, dass damit auch hochgefüllte Polymere aus dem Pelletdrucker zu metallischen Bauteilen verarbeitet werden können. Schließlich wird ein Tauchbeschichtungsgerät angestrebt, mit dem gezielt biokompatible Oberflächen untersucht und realisiert werden können. Mit den antragsbeteiligten Personen soll ein neues Forschungsfeld erschlossen werden, in dem neue Projektideen zu einer Antragstellung geführt und so in Zukunft Forschung an der Schnittstelle zwischen den Werkstoffwissenschaften, der Medizintechnik und der Medizin entsteht.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Binder Jetting Drucker ; Entbinderungs- und Sinterofen ; Pelletdrucker-3D-Drucker
• Gerätegruppe: 2110 Formen-, Modellherstellung und gießereitechnische Maschinen ; 8420 Spezielle Oefen (Induktions-, Lichtbogenheizung, Vakuumöfen)
• Antragstellende Institution: Hochschule Offenburg
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Peter Quadbeck
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Fabian Johannes Eber; Dr. Tobias Haber; Professorin Dr.-Ing. Marlene Harter; Professor Dr.-Ing. Stefan Junk; Professor Dr.-Ing. Thomas Seifert; Professor Dr.-Ing. Dirk Velten