Teilautonome Fertigungszelle für orthopädische Implantate (TempoPlant)

Problemstellung
Durch eine zunehmend älter werdende Bevölkerung werden Implantate immer häufiger erforderlich und eingesetzt. Die derzeitige Herstellung von orthopädischen Implantaten ist aber sehr kostenintensiv und zeitaufwendig, insbesondere aufgrund eines hohen Anteils an manuellen Bearbeitungs-, Überwachungs- und Dokumentationsschritten. Mit der Entwicklung neuer Operationsmethoden und innovativer Implantate steigen auch die Anforderungen hinsichtlich Individualisierung und kurzer Lieferzeiten. Diese Herausforderungen können die produzierenden medizintechnischen Unternehmen nur durch innovative Produktionssysteme in Form von autonomen Fertigungszellen und den verstärkten Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien begegnen. Gleiches gilt in der Zahnmedizin für Dentalbrücken.

Ziel
Ziel des Verbundprojekts TempoPlant ist die Entwicklung einer teilautonomen Fertigungszelle für eine wirtschaftliche Herstellung von individualisierten Produkten am Beispiel von Dentalbrücken und orthopädischen Implantaten. Es soll eine drastische Reduzierung der manuellen Arbeits- und Dokumentationsschritte erreicht werden.

Vorgehensweise
Die Fertigungszelle wird so konfiguriert, dass ohne großen Rüstaufwand sowohl Implantate der Dentalmedizin wie auch der Unfallmedizin gefertigt werden können. Ein neuartiges optisches Messverfahren überprüft bereits während der Fertigung die Qualität der Implantate. Das Bestücken und Verpacken der gefertigten Implantate soll durch einen kollaborativen Roboter erfolgen. Alle Prozess- und Bauteildaten werden über gesicherte Schnittstellen auf der „Industrial Internet of Things“ (IIoT) – Plattform ADAMOS gespeichert, so dass ein vollständiges digitales Prozessabbild entsteht. Die generierten Parameter können damit in den Prozess zurückgegeben werden. Mit diesen Informationen wird eine automatisierte Dokumentation nach den Richtlinien der Medizintechnik möglich, was den manuellen Dokumentationsaufwand reduziert. Die Prozesssicherheit wird durch eine ständige Überwachung gewährleistet und das Bearbeitungsergebnis nach medizintechnischen Kriterien auf der ADAMOS-Plattform dokumentiert.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Anhand von zwei exemplarischen Implantaten wird die neue Fertigungszelle erprobt und validiert. Durch die angestrebte Lösung wird eine signifikante Reduzierung der Produktionskosten erwartet. Mit der automatisierten 100%-Prüfung und lückenlosen digitalen Dokumentation ist es zukünftig möglich, den Anteil an Fehlteilen zu reduzieren und die Qualitätskosten zu senken.

• Carl Zeiss Optotechnik GmbH
• Deckel Maho Seebach GmbH
• DMG MORI Digital GmbH
• endocon GmbH
• Leibniz Universität Hannover
• Mack Dentaltechnik GmbH