Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPTHannover Messe 2024: Fraunhofer IPT zeigt, wie die Produktionstechnik Leben retten kann
Auf der Hannover Messe vom 22. bis 26. April präsentiert das Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnologie IPT an gleich zwei Ständen die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Lasertechnologien in der Produktion: Ein »tierisches« Exponat verdeutlicht am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand, wie die Kombination additiver und subtraktiver Verfahren die Fertigung effizienter und Produkte hochwertiger macht. Im »Schaufensters Bioökonomie« stellt das Kompetenzzentrum Bio4MatPro das Forschungsprojekt »Heart 2.0« vor. Hier entwickelte das Fraunhofer IPT gemeinsam mit Partnern komplexe Mikro- und Nanostrukturen zur Prävention gefährlicher Blutgerinnsel und brachte sie mithilfe von Laserstrahlen auf der Innenseite von Kunstherzen ein.
Wo konventionelle Fertigungstechnologien an ihre Leistungsgrenzen stoßen, zeigt sich die Stärke des Werkzeugs Laserstrahl. Das gebündelte Licht ist ein echter Allrounder und bietet von der flexiblen, ressourcenschonenden Herstellung komplexer Bauteile bis zur Funktionalisierung von Oberflächen für viele Aufgaben die passende Lösung.
Auf der diesjährigen Hannover Messe zeigt das Fraunhofer IPT am Beispiel von zwei Exponaten, dass Lasertechnologien bestens kompatibel mit vielen anderen Fertigungsverfahren sind, dass sie sich hervorragend in verschiedene Produktionsketten integrieren lassen, und dass sie maßgeblich dazu beitragen können, Innovationen voranzutreiben und sogar Leben zu retten.
Mikro- und Nanostrukturen verhindern Thrombosen in künstlichen Herzen
Im Rahmen des Forschungsprojekts »Heart 2.0« des Kompetenzzentrums Bio4MatPro entwickelte das Fraunhofer IPT als Partner des Manufacturing Technology Institute (MTI) der RWTH Aachen thrombophobe Oberflächen auf der Innenseite von Kunstherzen zur Prävention von Blutgerinnseln.
Mittels Laserbearbeitung werden periodische Mikro- und Nanostrukturen in die Oberfläche des Kunstherzens eingebracht. Die Nanostruktur erzeugt eine physische Barriere gegenüber Blutbestandteilen, sodass sich Thromben kaum bilden können. Sollte dies trotzdem passieren, sorgen die größeren Mikrostrukturen, die von der Haihaut inspiriert sind, für Strömungsabrisse des Blutes und ein rasches Ausschleusen der Thromben aus dem Herzbereich.
Das Exponat, ein um das Tausendfache vergrößerter Oberflächenausschnitt eines Kunstherzens, zeigt die komplexen Oberflächenstrukturen. Durch die extreme Vergrößerung werden die Strukturen optisch und haptisch erfahrbar.
Präsentiert wird das Projekt im »Schaufensters Bioökonomie« am Stand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), Halle 2, Stand A28.
Nachbearbeitung additiv gefertigter Bauteile für den industriellen Einsatz
Um die Oberflächenbearbeitung anspruchsvoller Bauteile geht es auch beim Fraunhofer-Verbund Produktion. Additive Verfahren wie das Laser Powder Bed Fusion (LPBF) bieten eine hohe Flexibilität und Ressourceneffizienz in der Einzel- und Kleinserienfertigung. Allerdings erfüllt die Oberflächenqualität oft nicht die hohen Standards der Industrie.
Das Fraunhofer IPT und seine Verbundpartner präsentieren eine 3D-gedruckte Schildkröte, die aus Edelstahl und verschiedenen Polymeren besteht. Jedes Segment des Panzers wurde mit einem anderen Verfahren nachbearbeitet – mit bewährten Methoden wie dem Fräsen, Gleitschleifen oder Glasperlenstrahlen, aber auch mit neuen Verfahren wie dem Laserstrahlstrukturieren.
Bereits seit Jahren erforscht und entwickelt das Fraunhofer IPT hocheffiziente und nachhaltige hybride Prozessketten, in denen additive Technologien mit subtraktiven Nachbearbeitungsverfahren kombiniert werden. In der hochmodernen Maschinenhalle werden nicht nur Bauteile mit verschiedenen Verfahren additiv gefertigt, sondern es können auch nahezu alle vor- und nachgelagerten Bearbeitungsschritte durchgeführt werden.
Das »Schildkröten«-Exponat des Fraunhofer-Verbund Produktion wird auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 2, Stand B24 präsentiert.