Neues Produktionsverfahren für

© AME – Institute of Applied Medical Engineering
Frau n ho Fe r -In st It u t F ü r P r od u kt Io n st echn Ik u nd a u tomatIsIeru n g IPa
Neues ProduktioNsverfahreN für
elastizitätsoPtimierte kuNststoffimPlaNtate
neue materialeigenschaften durch
zeugs tröpfchenweise hoch präzise auf die
innovative technik
Implantatform abgesetzt. Pro Sekunde kann
In der belebten Natur finden sich überall
Volumen von 2 nl bis 60 nl abgeben. Die
Gradientenmaterialien, also Übergänge
Dosierung geschieht mittels PipeJetTM-Ver-
zwischen unterschiedlich steifen und flexi-
fahren. Eine 6-Achs-Kinematik positioniert
das System bis zu 100 Tröpfchen mit einem
blen, harten und weichen Strukturen. In der
den Piezodosierer über der Venenklappen-
Technik, beispielsweise im Spritzgussver-
form. Verschiedene Shorehärten eines Poly-
fahren, war eine solche Realisierung bisher
mers können schichtweise miteinander ver-
nicht möglich.
netzt werden und bilden übergangslose
Ein Material, ein Produkt, verschiedene Härte-
gung findet ein Trocknungsschritt statt, in
dem das Lösungsmittel entzogen wird.
Gradienten aus. Nach jeder SchichtauftraFraunhofer-Institut für Produktions-
grade und Elastizitäten – so kann die An-
technik und automatisierung IPa
forderung an hochbelastbare naturähnliche
Nobelstraße 12
wie z. B. Herz- und Venenklappen beschrie-
70569 Stuttgart
ben werden. Das vom Fraunhofer IPA ent-
Dreidimensionale Geometrien wie z. B.
wickelte Produktionsverfahren und die
hochbelastbare Venen- und Herzklappen-
elastizitätsoptimierte Kunststoffimplantate
ergebnis
Ansprechpartner
Produktionstechnik für eine automatisierte
Implantate lassen sich in der Reinraum-
Dr. rer. nat. Oliver Schwarz MBA
Reinraumfertigung wird dies ermöglichen.
produktionsanlage auf 25 µm genau aus
Polycarbonaturethan aus unterschiedlich
Telefon +49 711 970-3754
[email protected]
technische umsetzung
kombinierten Härtegraden bzw. Elastizi-
www.ipa.fraunhofer.de
Zunächst werden die in Lösungsmittel ge-
CAD-Daten aufbauen.
täten generativ und automatisiert nach
lösten Polymere mithilfe des 3-D-Dosierwerk© Fraunhofer IPA
300/387
03.12/03.12
Frau n ho Fe r In stI t u t e F o r ma n u Fa c tu r Ing engIn eerIn g a n d a u tom atIo n IPa
© AME – Institute of Applied Medical Engineering
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New maNufacturiNg Process for Plastic
imPlaNts with oPtimum elasticity
new material properties through
innovative technology
a 3D dispensing system. This system dispenses
up to 100 droplets with a volume of 2 nl
to 60 nl per second. The dosage volume is
Functionally graded materials can be found
controlled by PipeJetTM technology. With
everywhere in animate nature and are cha-
6-axis kinematics, the piezo dispenser is
racterized by transitions from rigid to flexible
positioned above the venous valve model.
and from hard to soft structures. To date,
The different degrees of Shore hardness of
technology could not emulate these struc-
a polymer can be cross-linked in layers,
tures, for instance in die casting.
creating seamless gradients. Each step of
applying a layer is followed by a drying
One material, one product, different degrees
step to remove the solvent.
of rigidity and elasticity: this describes the
Fraunhofer Institute for
requirements to be met by high-performance
manufacturing engineering and
near-natural plastic implants with optimum
automation IPa
elasticity that are used, for example, as
results
Three-dimensional geometric objects such
heart and venous valves. In the future, this
as high-performance implants for venous
Nobelstrasse 12
will be possible thanks to the production
and heart valves can be built from polycar-
70569 Stuttgart
process developed by Fraunhofer IPA and
bonate urethane in cleanroom production
the manufacturing technology for automa-
facilities with an accuracy of 25 µm and
ted cleanroom manufacturing.
different combined degrees of rigidity or
Contact
elasticity. This is enabled by a generative
Dr. rer. nat. Oliver Schwarz MBA
Phone +49 711 970-3754
technical implementation
and automated manufacturing process
based on CAD data.
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In a first step, the polymers dissolved in
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solvents will be placed dropwise and with
high precision on the implant model using
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300/387 e
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