Automatisierte individualdatenbasierte Fertigung patientenspezifischer CFK-Komponenten durch Fibre Patch Placement (Patch2Patient)

Problemstellung
Ziel des Verbundprojekts Patch2Patient ist die Entwicklung eines automatisierbaren Verfahrens zur Herstellung individueller CFK-Komponenten für Medizinprodukte und die Erprobung einer durchgehend digitalen Prozesskette für die Einzel-, Kleinserien- und Serienproduktion. Basierend auf einer additiven Fertigungstechnologie von geometrisch komplexen Faserverbundwerkstoffen und Verstärkungen, dem sog. „Fiber Patch Placement“-Verfahren (FPP) und einer virtuellen Produktentwicklungskette soll die Konformität zum Medizinproduktgesetz und weiteren Normen der Medizintechnikindustrie hergestellt werden.

Ziel
Ziel des Verbundprojekts Patch2Patient ist die Entwicklung eines automatisierbaren Verfahrens zur Herstellung individueller CFK-Komponenten für Medizinprodukte und die Erprobung einer durchgehend digitalen Prozesskette für die Einzel-, Kleinserien- und Serienproduktion. Basierend auf einer additiven Fertigungstechnologie von geometrisch komplexen Faserverbundwerkstoffen und Verstärkungen, dem sog. „Fiber Patch Placement“-Verfahren (FPP) und einer virtuellen Produktentwicklungskette soll die Konformität zum Medizinproduktgesetz und weiteren Normen der Medizintechnikindustrie hergestellt werden.

Vorgehensweise
Am Beispiel der Prothesenfertigung konzipieren die Partner Lösungen zur Erfassung der individuellen Patientendaten und deren Nutzung in der Auslegung der CFK-Bauteile. Softwareseitig ist es notwendig, Methoden und Softwaretools zu implementieren, die patientenspezifische Daten in die FPP- Verfahrens- und Bauteilplanung einbinden können. Es wird prototypisch eine Wertschöpfungskette entwickelt. Diese Kette reicht von der Erfassung und Aufbereitung der Patientendaten über ein Softwaretool zur virtuellen Laminatplanung bis hin zu Anlagen und Verfahren zur automatischen Fertigung individuell angepasster CFK-Bauteile. Abschließend erfolgt eine Bewertung der Wirtschaftlichkeit in beispielhaften Einsatzszenarien.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Im Ergebnis des Projekts werden der Prototyp einer Anlage und die notwendigen Verarbeitungsschritte zur automatisierten Herstellung von CFK-Prothesen zur Verfügung stehen. Mit ihnen können zu Demonstrationszwecken medizinische CFK-Komponenten realisiert, die Möglichkeiten zur automatischen Fertigung weiter untersucht und deren Wirtschaftlichkeit verbessert werden. Es soll möglich sein, die Versorgung der Patienten von der Vermessung der amputierten Gliedmaßen über die Planung der Prothese bis hin zur Herstellung der Bauteile softwarebasiert durchzuführen und dabei die individuelle Physiologie des Patienten in den Konstruktions- und Planungssoftware zu berücksichtigen.

• CarboFibretec GmbH
• carbovation gmbh
• Cevotec GmbH
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• Günther Bionics GmbH
• Mecuris GmbH
• Otto Bock HealthCare GmbH