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Rechnerunterstützte Entwicklung und Fertigung dentaler Produkte (COMMANDD)

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Schlagwort: Medizintechnik

Fördermaßnahme: Innovative Produkte effizient entwickeln

Laufzeit: 01.03.2012 - 28.02.2015

Forschungsziel: Ziel des Projekts war die Erarbeitung einer Entwicklungsumgebung zum simultanen Design von Produkt und Produktionssystem im dentalmedizinischen Bereich. Mit der Verknüpfung und Parallelisierung des Produktionssystems wurden die Stückkosten reduziert und die Effizienz erhöht. Die neue Entwicklungsumgebung bietet für die ca. 10.000 Dentallabore in Deutschland die Möglichkeit, Produkte auf höchstem Qualitätsniveau zu entwickeln und zu produzieren.

Ansprechperson Projektkoordination

Philipp Weiß
+49 6151 1419-109
philipp.weiss@datron.de

Ansprechperson bei PTKA

Dipl.-Ing. Stefan Scherr
+49 721 608-25286
stefan.scherr@kit.edu

Detaillierte Projektbeschreibung

Problemstellung

Die Medizintechnik verzeichnet einen rasanten Wandel. Faktoren wie demografischer Wandel, neue medizinische Werkstoffe, zunehmender Kostendruck und die Nachfrage nach kundenindividuellen medizintechnischen Produkten sind die Hauptanforderungen für die Medizintechnik der Zukunft. Dazu stehen innovative und individuelle Produkte und Implantate bereits zur Verfügung. Insbesondere in der Dentaltechnik werden diese Trends in den nächsten Jahren zu einer deutlichen Veränderung der heutigen Prozesstechniken führen. Die angewandten Produktionstechniken müssen mit dieser Entwicklung Schritt halten und den medizinischen Kunden nachhaltige Prozesse und effiziente Methoden zur Entwicklung von neuen und angepassten Produkten und Produktionssystemen zur Verfügung stellen. Die mehrstufigen und über einen längeren Zeitraum andauernden Behandlungen sind geprägt durch rekursive Abläufe im Dentallabor. Diese Prozessketten müssen industrialisiert werden, um den zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden.

Zielsetzung

Ziel des Projekts war deshalb die Erarbeitung einer Entwicklungsumgebung zum simultanen Design von Produkt und Produktionssystem im dentalmedizinischen Bereich. Mit diesem System wurde dem Arzt eine neuartige Methodik an die Hand gegeben, mit welcher für den Patienten schneller und mit geringeren Stückkosten individuell angepasste Implantate auf höchstem Niveau entwickelt werden können.

Vorgehensweise

Die bestehende Prozesskette wurde dazu mit einem einheitlichen, zukunftsweisenden und produktivitätssteigernden Datensystem abgebildet. Die Datenübergabe zwischen Konstruktion und Fertigung erfolgt beschleunigt über standardisierte Schnittstellen. Dazu wurden aufbauende und abtragende Fertigungstechnologien für verschiedene zahnmedizinische Produkte erprobt. Die innovative Prozesskette wurde Zahnärzten und Zahntechnikern an einem Demonstrator der TU Darmstadt zur Verfügung gestellt.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial

Mit der Entwicklung der neuen Technologie hat das Konsortium Grundlagen geschaffen, um Abwanderungen von Aufträgen ins Ausland zu vermeiden. Mit der Verknüpfung und Parallelisierung des Produktionssystems werden die Stückkosten zukünftig reduziert und die Effizienz erhöht. Die Entwicklungsumgebung bietet für die ca. 10.000 Dentallabore in Deutschland die Möglichkeit, Produkte auf höchstem Qualitätsniveau zu entwickeln und zu produzieren.

Eine direkte Nutzung der erfolgreich getesteten Projektergebnisse erfolgte durch das Projektkonsortium sowie durch einen branchenübergreifenden Anwenderarbeitskreis. Die Übertragbarkeit auf andere Branchen, wie den allgemeinen Maschinenbau, den Prototypenbau, sowie die Herstellung von Zerspanungswerkzeugen, wurde durch die Durchführung eines branchenübergreifenden Anwenderarbeitskreises gewährleistet.

Projektpartner
  • Datron AG
  • DMG MORI Additive GmbH
  • exocad GmbH
  • FOLLOW-ME! TECHNOLOGY GmbH
  • Form for Function GmbH
  • Technische Universität Darmstadt
Publikationen
Titel: Innovative Produkte effizient entwickeln "Forschung für die Produktion von morgen" (COMMANDD)
Akronym: COMMANDD
Herausgeber: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF); Referat Forschung für Produktion, Dienstleistung und Arbeit
Veröffentlicht im Jahr: 2012
Eine leistungsfähige Produktion ist und bleibt für eine moderne Volkswirtschaft wie Deutschland unverzichtbar – sie ist die tragende Säule der deutschen Wirtschaft. Mit der Entwicklung neuer Produktionstechnologien und -systeme werden die Voraussetzungen für den technologischen Vorsprung für mehr Kundenindividualität, Ressourcenschonung und Zuverlässigkeit und damit für die Zukunft der Produktion in Deutschland geschaffen. Die Entwicklung eines Produkts wird dabei signifikant durch die zur Herstellung genutzten Fertigungstechnologien des Produktionssystems begrenzt. Diese Wechselwirkungen zwischen Produkt und Produktionssystem wurden untersucht. Damit wird nun die Entwicklung neuer Methoden und Werkzeuge möglich, die eine Planung der wirtschaftlichen Herstellung parallel zur Entwicklung des Produkts gestatten. Durch interdisziplinäre Zusammenarbeit werden neue Lösungen für die integrierte Produkt- und Produktionssystementwicklung gestaltet. Die Broschüre präsentiert ausgewählte Projekte im BMBF Rahmenkonzept „Forschung für die Produktion von morgen“.
Titel: Rechnerunterstützte Entwicklung und Fertigung dentaler Produkte
Akronym: COMMANDD
Autor: Abele, E.; Anderl R.; Weiß P. (Hrsg.)
Herausgeber: Weiß, P.
Verlag: Shaker Verlag GmbH, Aachen Shaker Verlag GmbH, Aachen
Veröffentlicht im Jahr: 2015
Die herkömmliche Herstellung von Zahnersatz besteht trotz verstärktem Einsatz von Werkzeugmaschinen aus umfangreichen einzelnen Prozessschritten. Diese sind durch komplexe manuelle Tätigkeiten gekennzeichnet Herausforderungen sind hier die geringen Bauteilgrößen sowie die komplexe Oberflächen. Bei jedem Zahnersatz handelt es sich um Unikat, das erst mit den Methoden der Serienfertigung wirtschaftlich hergestellt werden kann. Durch die Entwicklung und prototypische Implementierung eines Datenmanagementsystems (FDDM) konnten die Prozessschritte zur Herstellung eines Zahnersatzes von 12 auf 6 Schritte reduziert werden. Die sinnvolle Verknüpfung von auftragenden Verfahren (SLM) mit abtragenden Verfahren (Fräsen) trägt ebenfalls zur wirtschaftlichen Herstellung von Zahnersatz bei. Dies erfolgt durch die Optimierung des CAM-Systems, sowie des Transfers der Positionslage des Bauteils von der der Maschine mit dem auftragenden Verfahren zur Fräsmaschine. Die Erkenntnisse sind nicht nur für den Dentalbereich relevant, sondern können durchaus im Bereich der Turbinenherstellung angewendet werden. Speziell die Anforderungen an Gewichtseinsparung in Verbindung mit Strömungsflächen geringer Rauheit lassen auf ein großes Marktpotenzial schließen.

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