Futur 2/2011: Medizintechnik

Mitteilungen aus dem Produktionstechnischen Zentrum Berlin

FUTUR

Vision Innovation Realisierung

Medizintechnik

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ORBIT

Mehr Durchblick im OP

Telemedizin

Heilung per Fernbeziehung

Inhalt Impressum Futur 2/2011 13. Jahrgang ISSN 1438-1125 Herausgeber Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Mitherausgeber Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb (IWF) der TU Berlin Chefredaktion Steffen Pospischil Redaktion Claudia Engel, Ina Roeder Kontakt Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Institutsleitung Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Pascalstraße 8-9 10587 Berlin Telefon +49 30 39006-140 Fax +49 30 39006-392 info@ipk.fraunhofer.de http://www.ipk.fraunhofer.de Gestaltung und Produktion Sonja Hugi

04

ORBIT – mehr Durchblick im OP

07

Besser informiert mit openOR

08

Rapid Splint: Das passt.

10

Navi für die HNO-Chirurgie

12

Telemedizin: Heilung per Fernbeziehung

14

Biofeedback hilft Gehen lernen

16

Schicht für Schicht zum perfekten Implantat

18

Auf leisen Rädern durch den Berliner Untergrund

20

pi4-workerbot – zweiarmiger humanoider Roboter für die Praxis

22

Coole Werkzeuge

24 Interview 27

Partnerunternehmen

28 Ausstattung 29

Ereignisse und Termine

35 Terminkalender 36

PTZ im Überblick

Herstellung Heenemann Druck GmbH Fotos Medienboard Berlin-Brandenburg: 34 Norbert Michalke: S. 14, 15 Angela Salvo Gonzales: 30, 31 (unten) Scopis: 10,11 (oben), 25, 26 SLM Solutions: 16 Katharina Strohmeier: 20 und 21 (mit ­freundlicher Genehmigung der pi4_robotics GmbH), 28, 31 (oben) TU Berlin, Fachgebiet Schienenfahrzeuge: 19 TU Berlin, Pressestelle/Dahl: 29 Ziehm: 27

© Fraunhofer IPK Nachdruck, auch auszugsweise, nur mit vollständiger Quellenangabe und nach Rücksprache mit der Redaktion.

Belegexemplare werden erbeten.

FUTUR 2/2011

Editorial

Liebe Leserinnen, liebe Leser,

Kapitän, Pilot und Chirurg haben eines gemeinsam: Sie bewegen sich oft in unbekanntem Terrain und sind beim Navigieren auf modernste Technik angewiesen. Wenn die Geräte versagen, sind Leben bedroht.

Am Produktionstechnischen Zentrum entwickeln wir Systeme, die Medizinern detail-

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

lierten Einblick in den Körper des Patienten gewähren. Unsere bildgebenden Systeme zeigen an, wo sich das Operationsinstru-

Doch auch die professionellste Operation

ment befindet, wo der Krankheitsherd liegt

und das beste Implantat nützen wenig,

und welches der sicherste Weg dorthin ist.

wenn Patienten nach dem Eingriff auf sich allein gestellt sind. Neben guter Pflege und

Chirurgische Eingriffe sicher und effizient zu

Zuwendung benötigen sie häufig auch

gestalten, das ist das Ziel des Berliner Zen-

ein exakt auf ihren Zustand abgestimmtes

trums für Mechatronische Medizintechnik

Training, um die Selbstheilungskräfte des

BZMM, einer Kooperation des Geschäfts-

Körpers bestmöglich zu aktivieren. Mit

feldes Medizintechnik am Fraunhofer IPK

unseren automatisierten Therapiegeräten

und der Charité – Universitätsmedizin Ber-

können Bewegungsabläufe schonend

lin. Der interdisziplinäre Zusammenschluss

und kontrolliert eingeübt werden. Da der

von Ingenieuren, Medizinern und Informa-

Physiotherapeut körperlich entlastet wird,

tikern ist das Herz unserer Medizintechnik.

kann sich das Training nach der Kondition

Zum Wohle der Patienten immer auf dem

des Patienten richten, nicht nach der des

neuesten Stand zu sein, ist unser Anspruch.

Therapeuten. Viele Übungen können per Tele-Reha und Force Feedback auch ins

Uns ist dabei stets bewusst, dass Menschen

heimische Wohnzimmer verlegt werden,

keine Maschinen sind, die mit standardisier-

überwacht und angeleitet von einem Thera-

ten Ersatzteilen abgefertigt werden können.

peuten in der Klinik, der am Bildschirm kor-

Maßfertigung statt Massenfertigung lautet deshalb einer unserer Ansätze. Je exakter

rigierend in die Bewegungen des Patienten eingreifen kann.

etwa ein Implantat individuell angepasst ist, umso besser wird es vom Körper ange-

Medizintechnik heißt Patientenbedürfnisse

nommen. Das bedeutet weniger Kompli-

ernst zu nehmen. Wir sind davon über-

kationen während der Heilung und bessere

zeugt, dass Hightech keinen Eigenzweck

Einsetzbarkeit im Alltag, kurz: mehr Lebens-

haben darf. Auch die modernste techno-

qualität für den Patienten. Mit generativen

logische Entwicklung gewinnt ihren Wert

Fertigungstechnologien wie dem Selek-

erst durch ihren zuverlässigen Dienst – ihren

tiven Laser Sintern können wir Körperteile

Dienst am Menschen.

exakt nachbilden, bis hin zur individuellen Innengestaltung und Oberflächenstruktur einzelner Knochen und Implantate.

3

4

Forschung und Entwicklung

Intraoperative Bildgebung

ORBIT – mehr Durchblick im OP In Deutschland werden jährlich rund 1,2 Millionen komplexe chirurgische Operationen durchgeführt. Um das Komplikationsrisiko zu verringern und Folgeeingriffe zu vermeiden, kontrollieren die Ärzte schon während des Eingriffs das Operationsergebnis mit Hilfe von Röntgendiagnostik.

Zweidimensionale Röntgenbildaufnahmen sind oftmals nicht ausreichend, um Operationssituationen genau bewerten zu können. Die dreidimensionale Bildgebung dagegen liefert eine exakte räumliche Abbildung vom Körperinneren eines Patienten. Damit hat sie sich als unverzichtbares Hilfsmittel für Chirurgen etabliert. Ihr Nachteil: Chirurgische Eingriffe müssen für die 3-D-Aufnahmen komplett unterbrochen werden. ORBIT, eine Neuentwicklung von Fraunhofer IPK und Charité, lässt den Chirurgen freien Zugang zum Patienten und kann so besser in den Operationsablauf integriert werden.

►►Beispiel Wirbelsäulenimplantate

das darin verlaufende Rückenmark dürfen

►►Konventionelle 3-D-Systeme

Dank der 3-D-Bildgebung können Medizi-

dabei nicht verletzt werden. Aufgrund

Bei konventionellen 3-D-Röntgensyste-

ner z. B. die Reposition von Knochenbrü-

der fehlenden Tiefeninformation ist mit

men, wie 3-D-C-Bögen oder intraoperativ

chen an Gelenken exakt beurteilen oder

zweidimensionalen Röntgenbildern eine

einsetzbaren Computertomographen,

Implantate millimetergenau ausrichten,

Fehlplatzierung der Implantatschrauben

rotieren Röntgenquelle und Röntgen-

ohne kritische anatomische Strukturen zu

und eine dadurch entstehende Verletzung

detektor in einer starren Anordnung

beschädigen. Ein Beispiel hierfür ist die

des Nervenkanals nicht erkennbar. Nur

kreisförmig um den Patienten, um einzel-

Überprüfung der korrekten Lage von Im-

die 3-D-Bildgebung kann hier die exakte

ne Projektionsbilder aufzunehmen und

plantaten in der Wirbelsäule relativ zu den

Überprüfung der Implantatlage gewähr-

daraus 3-D-Bilddaten zu rekonstruieren.

sensiblen Nervenbahnen des Rückenmarks.

leisten. Um notwendige Korrekturen bereits

Diese kreisförmige Bewegung um den

Um Frakturen, Tumore, Entzündungen oder

während der Operation durchzuführen und

Patienten ermöglicht zwar eine hohe

Instabilitäten der Wirbelsäule zu behandeln,

patientenbelastende und kostenintensive

Rekonstruktionsqualität, umschließt aber

werden benachbarte Wirbelkörper mit

Folgeeingriffe zu vermeiden, muss die

den Patienten vollständig und versperrt

Hilfe von Pedikelschrauben dauerhaft fi-

3-D-Bildgebung intraoperativ zum Einsatz

somit den Zugang für den Chirurgen. Der

xiert. Der Spinalkanal der Wirbelsäule und

kommen.

chirurgische Arbeitsablauf wird dadurch erheblich beeinträchtigt. Operationen müssen in der Regel mehrere Minuten unterbrochen werden, um das System an den OP-Tisch zu fahren und am Patienten auszurichten. Deshalb wird die intraoperative 3-D-Röntgenbildgebung derzeit noch nicht routinemäßig eingesetzt.

►►Inside ORBIT Um die intraoperative 3-D-Röntgenbildgebung zu vereinfachen, den freien Patientenzugang zu gewährleisten und die Aufnahmedauer zu verkürzen, entwickelt das Fraunhofer IPK in Kooperation mit der Charité – Universitätsmedizin Berlin und der Ziehm Imaging GmbH den Wirbelsäulenchirurgie: Bildaufnahmequalität von ORBIT und konventionellen C-Bögen im Vergleich

offenen 3-D-Röntgenscanner »ORBIT«.

FUTUR 1/2011

3-D-C-Bogensystem im Einsatz bei der Charité –

5

Systementwurf des offenen 3-D-Röntgenscanners ORBIT

Universitätsmedizin Berlin

ORBIT – More Insight for Surgeons

Das Projekt, das vom Bundesministerium

Charité entwickelten orbitalen Bildauf-

für Bildung und Forschung gefördert wird,

nahme oberhalb des Patienten bewegen

gewann bereits die Innovationspreise Medi-

sich Röntgenquelle und Detektor nicht

In Germany some 1.2 million complex surgi-

zintechnik 2007 und 2010 des BMBF.

mehr ausschließlich in einer einzigen

cal operations are carried out each year. To

Ebene. Dadurch wird die Bildqualität bei

reduce the risk of complications and avoid

ORBIT basiert auf einem neuen konischen

dieser klinischen Anwendung wesentlich

follow-up interventions, physicians use

Bildaufnahmekonzept, das die Forscher

verbessert.

x-ray diagnostics to monitor the outcome

ausgehend von mathematischen Opti-

of the operation during surgery. Only this

mierungen der Projektionsrichtungen hin-

Innerhalb der nächsten drei Jahre wird

means that there is a break in the opera-

sichtlich der erreichbaren 3-D-Bildqualität

mit Förderung des Bundesministeriums

tion. In conventional 3-D x-ray imaging,

entwickelt haben. Dabei bewegt sich die

für Bildung und Forschung im Röntgenla-

x-ray source and image detector are rotating

Röntgenquelle nicht um den Patienten

bor des Fraunhofer IPK ein erstes ORBIT-

circular around the patient to reconstruct

herum, sondern ausschließlich kreisför-

Funktionsmuster aufgebaut und anschlie-

the scanned volume. Using this technique,

mig oberhalb des Patienten. Das gesamte

ßend in einem Experimental-OP in der

the volume is reconstructed accurately, but

ORBIT-System besteht aus drei Modulen:

Charité technisch und klinisch evaluiert.

the patient is fully enclosed and the access

einem mobilen Gelenkarm mit steuerba-

Das neue System soll dann den chirur-

for the surgeon is limited.

rer Röntgenquelle, einem digitalen Flach-

gischen Arbeitsablauf nur noch minimal

Fraunhofer IPK has developed an open

bilddetektor, der direkt in den OP-Tisch

beeinflussen und routinemäßig im OP

x-ray scanner for image-guided interven-

integriert oder fest auf diesem positioniert

angewendet werden.

tional surgery. ORBIT features a compact,

ist, und einer mobilen Bildbetrachtungs-

modular system design for mobile use with

einheit.

significantly better control of the position of instruments, implants and bone frac-

Mit einem Labormuster wurde die Mach-

ture fragments during the operation. Most

barkeit des neuen Bildaufnahmekon-

importantly, ORBIT provides free access to

zeptes nachgewiesen und die erreich-

the patient, thus allowing surgical teams

bare Bildqualität experimentell für eine

to continue with their work. Funded by the

Anwendung in der Wirbelsäulenchirurgie

Federal Ministry of Education and Research

untersucht. Dabei schnitt ORBIT eindeutig

and in cooperation with Ziehm Imaging

besser ab, als herkömmliche C-Bögen.

GmbH and the Charité Berlin, Fraunhofer-

Da diese seitlich zum Patienten ausge-

scientists currently work on a first ORBIT

richtet sind, befinden sich die metallenen

prototype.

Pedikelschrauben der Wirbelkörper in der Rotationsebene der C-Bögen. Dies führt zu bildstörenden Metallartefakten in

Ihr Ansprechpartner

der 3-D-Rekonstruktion, wodurch deren

Dipl.-Ing. Fabian Stopp

Verwertbarkeit erheblich beeinträch-

Telefon +49 30 39006-150

tigt ist. Bei der von Fraunhofer IPK und

fabian.stopp@ipk.fraunhofer.de

6

Forschung und Entwicklung

Medizinische Software

Besser informiert mit openOR Heutige medizinische Anwendungen bestehen zu einem integralen Teil aus aufwändig entwickelter Software. Die Qualität der Software, speziell die Intuitivität der Bedienung und die Integration in die bestehende klinische Infrastruktur, entscheidet über die Nützlichkeit der gesamten Anwendung. Vielfach ist die Bedienung noch unnötig kompliziert und Daten müssen teilweise manuell importiert werden. Mit »openOR« bietet das Fraunhofer IPK ein modernes Software-Framework für die medizinische Bildgebung an, das Mediziner bei der Diagnose, Operationsplanung und Intervention unterstützt.

Ziel der Fraunhofer-Experten ist es, chirurgische Operationen auf dem höchstmöglichen Informationsniveau durchführen zu können. openOR ermöglicht den Zugriff auf diagnostische Daten während der Intervention und gewährleistet die bislang fehlende Interoperabilität zwischen unterschiedlichen chirurgischen Assistenzsystemen. Damit wird ein neuer Markt für die herstellerunabhängige Nutzung medizinischer Informationen erschlossen, der in etablierten Märkten neue Wachstumspotenziale eröffnet und technologische Innovationen neuer Marktteilnehmer auslöst.

►►Inside openOR Die Entwicklung einer medizinischen Softwareanwendung besteht aus vielen verschiedenen Komponenten, von denen neue Algorithmen und das neue Verfahren oft nur einen Bruchteil ausmachen. Komponenten wie Datenimport und -export, Anbindung an PACS- und KIS-Server oder das User Interface benötigen überproportional viel Aufwand bei der Implementierung und mehr noch bei der Dokumentation, der Fehlerbereinigung und den Tests.

Das User Interface ist zum Beispiel Studien zufolge Ursache für etwa die Hälfte aller Fehler in Softwaresystemen, obwohl es nur etwa ein Drittel des Source Codes ausmacht. Zudem ist das User Interface nur schwer automatisiert zu testen, so Screenshot des openOR-Prototyps »DicomViewer« (oben); Von UI-Experten gefertigter Entwurf für den

dass nach jeder Änderung aufwändige

DicomViewer (unten).

manuelle Tests notwendig werden.

FUTUR 2/2011

7

Medical Software Application openOR

Workflow Engine Ul Engine

Touch

Mouse

Qt

Nav. Cam.

Coccoa

Input Drivers

Dataflow Engine Import/Export Drivers

Algorithms

Algorithms

DiCOM

Data Types

Data Types

PACS

STL

Operating Room Hardware Modulare, multi-layer Architektur von openOR

openOR – Keep Well Informed

openOR stellt dem Entwickler zum einen

aktivieren. Das deklarative Modell setzt

eine Vielzahl von fertigen Komponenten

sich in der User-Interface-Programmierung

zur Verfügung, die durch ihre modu-

mehr und mehr durch und ist unabhängi-

openOR is a software framework for medi-

lare Struktur ohne großen Aufwand in

gen Studien nach in der Lage, den Source

cal imaging which enhances the interoper-

bestehende Programme eingefügt werden

Code um etwa ein fünftel zu verringern

ability of systems and is used for diagnos-

können. Diese Komponenten sind umfas-

und einige der größten Fehlerklassen zu

tics, operation planning and therapeutic

send getestet und verfügen über wohldefi-

vermeiden. Die für die Beschreibungsspra-

interventions. The aim of openOR is to

nierte Schnittstellen. Solche Komponenten

chen benötigten Abstraktionen werden

enable surgical interventions to be carried

stellen eine abgeschlossene Funktionalität

von einem interdisziplinären Team aus Ärz-

out on the highest possible level of informa-

wie zum Beispiel den Import eines 3-D-

ten, Designern, Psychologen, Ingenieuren

tion. openOR enables access to diagnostic

Datensatzes bereit.

und Informatikern entwickelt.

data during the operation while ensuring

Noch wichtiger sind die vorgegebe­nen

►►openOR als Open Source

assistance systems that previously was not

Strukturen und Subsysteme. Dazu zählt

openOR bietet Anwendern die Möglich-

possible. This opens up new markets for the

eine »Workflow Engine«, mit deren Hilfe

keit, auf einer umfassenden medizinischen

vendor-independent usage of medical infor-

sich klinische Arbeitsschritte im Quellcode

Softwarebasis klinische Applikationen zu

mation, offering new avenues of growth for

widerspiegeln lassen. Dank einer solchen

entwickeln und anzubieten. Fraunhofer

established markets and triggering oppor-

Abstrak­tion kann die korrekte Umsetzung

IPK bietet das Framework selbst als Open-

tunities for technical innovations for new

von klinischen Abläufen in der Software

Source-Software an; Applikationen werden

market players. Moreover, openOR offers

einfacher verifiziert und der Aufwand

pro­prietär im Kundenauftrag entwickelt.

the opportunity to develop and advance

bei deren Adaption reduziert werden.

So ist sichergestellt, dass die Applikati-

clinical applications based on a comprehen-

Weiterhin ermöglicht diese Abstraktion

onen des Kunden mit den chirurgischen

sive medical software framework. Fraun-

es, automatisiert Daten über den Verlauf

Assistenzsystemen anderer Hersteller

hofer IPK offers the framework itself as

des Einsatzes der Software zu erheben und

kompatibel sind. Speziell während der frü-

Open Source software, while the institute

diese zum Beispiel an ein Krankenhausin-

hen Prototypenentwicklung bietet openOR

develops proprietary applications on behalf

formationssystem (KIS) zu senden.

den Vorteil, dass die Anwendung schon in

of its customers. This means that a custom-

wesentlichen Teilen über ein professionelles

er’s own application is sure to be compatible

Auf ähnliche Weise wird eine »User

User Interface verfügt und sich in eine kli-

with the surgical assistance systems of other

Interface Engine« entwickelt, die auf Basis

nische Infrastruktur integrieren lässt. Ärzte

manufacturers.

einer deklarativen Oberflächenbeschrei-

können die Anwendung so von Beginn an

bung und einer separaten Stilbeschreibung

nutzen und ihr Feedback unmittelbar zu-

die Bedienoberfläche generiert. Dabei ist

rück an die Entwickler geben. In späteren

die Engine in der Lage, plattformspezifi-

Entwicklungsphasen sparen die vorgefer-

Ihr Ansprechpartner

sche Eigenheiten zu berücksichtigen und

tigten Komponenten und Abstraktionen

Dipl-Inf. Fabio Fracassi

beispielsweise auf einem iPad Gesten-

Zeit beim testen, dokumentieren und bei

Telefon +49 30 450555-185

steuerung anstelle von Maussteuerung zu

der Zulassung.

fabio.fracassi@charite.de

a level of interoperability between surgical

8

Forschung und Entwicklung

Individuelle Implantate

Rapid Splint: Das passt.

Bei komplexen Fehlstellungen in der Mund-, Kiefer- und Gesichts­chirurgie gibt es derzeit keine durchgehende Prozesskette, um Positionierungshilfen für die Korrektur der Fehlstellungen herzustellen. Derzeitige Lösungen zur Fertigung so genannter Splints werden bisher – unter Einsatz mehrerer Softwarewerkzeuge verschiedener Hersteller – nur in Ausnahmefällen und mit erheblichem Zeitaufwand erstellt. Mit »Rapid Splint« stellen Fraunhofer IPK und Charité eine neue Technologie mit hohem Integrationsgrad vor. Alle Prozessschritte, von der Planung bis zur Fertigung, können damit direkt vor Ort beim Anwender ausgeführt werden. Daraus ergeben sich deutliche Potenziale zur Kosten- und Zeitersparnis.

Die orthodontisch-chirurgische Therapie

sie werden ausgehend von einer virtuellen

►►Inside Rapid Splint

von Dysgnathien, also von Fehlentwick-

OP am PC geometrisch definiert, meist in

Wissenschaftler des Fraunhofer IPK und

lungen der Zähne, der Kiefer oder des

Form einer STL-Datei.

der Charité – Universitätsmedizin Berlin entwickelten deshalb eine integrierte

Kausystems, ist Alltag in vielen Kliniken.

Ein Fehlbiss wird z. B. über einen längeren

Bei der Computerassistierten Planung

Prozesskette, die die direkte Verwendung

Zeitraum in mehreren Schritten korrigiert.

werden die Splints in der Regel durch

von 3-D-Patientenbildern in CAD und

Zuerst werden der Zahnbogen und die

externe Dienstleister angefertigt. Wäh-

CAM ermöglicht. »Rapid Splint« stellt

Gaumenbreite vor der eigentlichen OP kie-

rend des gesamten Prozesses werden

eine digitale Volumentomographie, eine

ferorthopädisch vorbehandelt. Patient und

Patientendaten und Behandlungsdetails

Computerassistierte virtuelle Therapie-

Ärzte bestimmen dann gemeinsam, wie

mehrfach ortsspezifisch erfasst und

planung sowie patientenspezifische

die chirurgische Korrektur erfolgen soll. Im

verarbeitet. Nicht selten treten dabei

chirurgische Positionierungsschablonen

Dentallabor werden dafür anschließend

Missverständnisse in der Kommunikation

auf einer Plattform zur Verfügung. Dies

Positionierungshilfen durch Kunststoffab-

zwischen Chirurgen, Kieferorthopäden,

erlaubt zukünftig eine schnelle Inhouse-

formguss gefertigt, so genannte Splints.

Laboranten und Technikern auf. Darunter

Fertigung von komplexen, individuellen

Die Splints entstehen entweder auf der

leidet oftmals die Qualität solcher kom-

OP-Splints oder Implantaten direkt im

Grundlage einer Modell-OP im Labor oder

plexer, interdisziplinärer Therapien.

Zahntechniklabor des Mund-, Kiefer- und

Workflow-Diagramm

FUTUR 2/2011

Modellierung der Splints

9

Fertiger Splint

Gesichtschirurgen. Die notwendigen

relativen Positionen von Ober- und Unter-

Herstellungsdaten werden direkt auf

kiefer in allen OP-Schritten durch einen

Basis der aufgenommenen Röntgenbilder

virtuellen Abdruck.

Rapid Splint When correcting complex defective positions, oral and maxillofacial surgery currently

gewonnen – die Verarbeitung und Generierung der Fertigungsdaten erfolgt durch

Schnelle Fertigung: Die im STL-For-

has to do without a continuous process

das System ohne weitere Prozessschritte.

mat generierten Splints werden per Rapid

chain to manufacture surgical guides. In-

Präzision und mechanische Stabilität des

Prototyping gefertigt. Die eigentliche

stead, the so-called »splints« are produced

Splints werden vorab durch FE-Simulatio-

Fertigungsdauer beträgt weniger als zwei

only in exceptional cases and with the help

nen und mechanische Experimente analy-

Stunden, so dass die Planung bei nächt-

of numerous software tools by different pro-

siert und durch Auslegung und Variation

licher Splintfertigung schon einen Tag

viders. With »Rapid Splint« researchers of

der Verfahrensparameter optimiert.

später im OP-Saal erfolgen kann.

Fraunhofer IPK and Charité Berlin introduce a new technology with a high degree of in-

►►Die Prozesskette im Detail

►►Flexibel und sicher

tegration. Taking advantage of latest devel-

Daten-Akquisition: Die hochauflösen-

Rapid Splint ermöglicht dank digitaler Da-

opments in high resolution x-ray scanning,

de digitale Volumentomographie ebnet

tenverarbeitung, Therapieplanung sowie

they realize CAD/CAM models directly from

den Weg für die folgenden Schritte, die

Modellierung von Splints einen flexibleren

digital volume data without time-consuming

die Patientendaten in Form von 3-D-Git-

und sichereren Umgang mit interdiszipli-

manual processing. The new technology al-

tern repräsentieren.

nären Therapien in einem immer multila-

lows in-house modeling of patient individual

teraleren medizinischen Versorgungsum-

surgical guides for treatment as well as

Daten-Vorbereitung: Die knöcher-

feld. Zudem ebnet die Technologie den

patient individual implants.

ne Struktur wird durch Thresholding-

Weg für eine vollautomatisierte Fertigung

Segmentierung identifiziert und in einer

der Teile. Aufgrund ihrer kleinen Maße

Maske zum Editieren bereitgestellt.

können OP-Splints sogar im Büro hergestellt werden. Dafür eignen sich z. B.

Virtuelle OP-Planung: Die benötig-

3-D-Drucker.

ten operativen Eingriffe werden am PC simuliert, wobei die betroffenen Kochen

Vorrangiger Zielmarkt der für die chirurgi-

durch Osteotomie in Segmente unterteilt

sche Dysgnathiebehandlung entwickelten

werden. Eine optimale Bisslage wird z. B.

integrierten Prozesskette sind Implan-

durch Repositionierung der Ober- und

tat- und Gerätehersteller für die Mund-,

Unterkiefer erzielt.

Kiefer- und Gesichtschirurgie. Darüber hinaus kann das Verfahren prinzipiell auf

Ihr Ansprechpartner

Splint-Modellierung: Anhand der

alle Anwendungsbereiche der Unfall- und

Dipl.-Ing. Weichen Liu

virtuellen OP-Planung werden die Splints

Wiederherstellungschirurgie erweitert

Telefon +49 30 450655-175

geometrisch modelliert. Sie tragen die

werden.

weichen.liu@charite.de

10

Forschung und Entwicklung

Instrumentennavigation

Navi für die HNO-Chirurgie Bei endoskopischen Eingriffen in den Nasennebenhöhlen ist es meist das Ziel, Gewebe wie Tumore oder Polypen zu entfernen. Aufgrund des eingeschränkten Sichtfeldes der endoskopischen Bildgebung ist dabei die Orientierung im Operationsgebiet und die Identifikation bestimmter Gewebestrukturen oft schwierig. Hier können klinische Navigationssysteme helfen, die die Position von speziellen chirurgischen Instrumenten in dreidimensionalen Röntgenbilddaten des Patienten anzeigen.

Um das wiederholte Wechseln von Instrumenten zu vermeiden und den Aufwand während des Eingriffs zu minimieren, entwickelt die Scopis GmbH ein System zur Navigation eines Laserstrahls, der in das Sichtfeld des Endoskops gestrahlt wird. Das Fraunhofer IPK steuerte dafür intraoperative Kalibrierverfahren und Softwaremodule für die Operationsplanung bei.

►►Richtig sehen

zu visualisieren. Auf diese Weise erhält der

Bei minimal-invasiven Eingriffen in der

Chirurg kontinuierlich Navigationsinforma-

HNO-Chirurgie werden meist Endoskope

tionen, ohne dass zusätzliche Instrumente

eingesetzt, die dem Operateur Einblick in

erforderlich sind. Hierfür entwickelte

das Körperinnere ermöglichen. Der Chir-

Scopis einen speziellen Endoskopaufsatz

urg orientiert sich dabei an anatomischen

mit eingebautem Laserkollimator und opti-

Landmarken im Endoskopbild. Fehlen

schem Lokalisator, der auf konventionellen

diese aufgrund abnormaler Anatomie

Endoskopen befestigt wird.

oder vorheriger Eingriffe, ist die genaue Identifikation von Gewebestrukturen im

►►Genau messen

Endoskopbild stark erschwert. Klinische

Im Auftrag von Scopis entwickelten die

Navigationssysteme unterstützen den

Medizintechniker des Fraunhofer IPK

Chirurgen hier, indem sie die Position

Verfahren zur intraoperativen Kalibrierung

seiner chirurgischen Instrumente innerhalb

der Laser-Navigation sowie eine Planungs-

prä- oder intraoperativer Bilddaten des

software zur Segmentierung relevanter

Patienten visualisieren. Die Position von

Gewebestrukturen in den 3-D-Bilddaten

Instrumenten wie Pointer oder Sauger wird

des Patienten. Ziel der intraoperativen

relativ zum Patienten mit Hilfe optischer

Kalibrierung ist die Ermittlung der Eigen-

oder elektromagnetischer Messsysteme

schaften der aktuellen Konfiguration aus

ermittelt.

Endoskopoptik, Laser-Endoskopaufsatz und Kamerasystem. Damit kann für jede

Für endoskopische Eingriffe entwickelt

2-D-Position des Lasers im endoskopi-

die Scopis GmbH, eine Ausgründung der

schen Videobild die passende 3-D-Position

Fraunhofer-Gesellschaft und der Charité

berechnet und in den CT-Daten dargestellt

– Universitätsmedizin Berlin, ein System

werden. Neben einer höchstmöglichen

zur laserbasierten Navigation, bei dem ein

Genauigkeit standen bei der Entwicklung

Endoskop, Kameramodul und Laser-Endoskop­

Laserstrahl in das Sichtfeld des Endoskops

vor allem die Praktikabilität der Kalibrier-

aufsatz mit eingebautem Laserkollimator und opti-

gestrahlt wird. Ziel ist es, die Position des

methode und die Minimierung des intra-

schem Lokalisator (oben); Screenshot während der

angestrahlten Gewebes in präoperativen

operativen Aufwands für den Chirurgen

Laser-Navigation an einem Kopf-Phantom (unten).

Bilddaten des Patienten, z. B. CT-Bilddaten,

im Vordergrund.

FUTUR 1/2011

11

Navigation für die HNO-Chirurgie im Einsatz

►►Perfekt kalibriert

►►Besser planen

Für die Durchführung der Kalibrierung

Neben der intraoperativen Visualisierung

wurde ein Kalibrierkörper entwickelt,

der aktuellen 3-D-Position des Lasers ist

In most paranasal endoscopic procedures,

bestehend aus einem mechanischen

auch eine Unterstützung während des Pla-

tissues, e. g. polyps or tumors, have to be

Führungssystem für den Endoskopschaft,

nungsprozesses des Eingriffs sinnvoll. Der

removed. Identification of tissue structures

einem Punktmuster und einem Lokalisator

Chirurg prüft dabei die dreidimensionalen

and general surgical orientation is difficult,

zur optischen Positionsbestimmung. Zu

Röntgenbilddaten, identifiziert zu entfer-

caused by the limited field of view of the

Beginn wird der Endoskopschaft in die

nendes Gewebe und legt den Zugangs-

endoscope. In this case, clinical navigation

Führungsvorrichtung des Kalibrierkörpers

weg zum Operationsgebiet fest. Dabei ist

systems can assist the surgeon by showing

geschoben. Der Chirurg wird anschließend

es häufig von Vorteil, Gewebestrukturen

the exact positions of used surgical instru-

durch das bildgebende System angeleitet

oder Landmarken in den 3-D-Bilddaten zu

ments within the patients’ individual three

das Endoskop in unterschiedlichen Abstän-

markieren, um eine intraoperative oder

dimensional x-ray image data. To avoid

den vor dem Punktmuster des Kalibrier-

postoperative Auswertung und Verarbei-

unnecessary instrument changes and to

körpers zu positionieren. Währenddessen

tung zu gewährleisten.

reduce complexity during the intervention,

Laser Helps ENT Surgeons to Navigate

the company Scopis develops a system to

erfolgt eine kontinuierliche Detektion und Identifikation der Marker des Punktmus-

Für die präoperative Operationsplanung

navigate a laser beam which is projected

ters sowie des Laserpunkts im Videobild.

entwickelte das Fraunhofer IPK Software­

into the field of view of the endoscope. On

module zur manuellen Segmentierung von

behalf of Scopis, Fraunhofer IPK has devel-

Nach der Erfassung und Speicherung einer

Zielstrukturen in den Schichtansichten der

oped an intraoperative calibration procedure

ausreichenden Anzahl von Messdaten

Volumenbilddaten. Dabei können relevan-

and surgical planning software for the new

erfolgt die Berechnung der notwendigen

te Strukturen durch umrandende Polygo-

laser-based endoscopic navigation system.

Parameter. Hierzu wurde ein Kalibrieralgo-

ne in verschiedenen Schichten markiert

rithmus entworfen und implementiert, der

werden. Mehrere Konturen in parallelen

die extrinsischen und intrinsischen Eigen-

Schichten ermöglichen dann die Berech-

schaften der endoskopischen Bildgebung

nung eines interpolierten Oberflächenmo-

sowie die Position und Richtung des Laser-

dells, das intraoperativ oder zur postopera-

strahls ermittelt. Diese Kalibrierergebnisse

tiven Kontrolle genutzt werden kann.

Ihr Ansprechpartner

ermöglichen anschließend die kontinuier-

Dipl.-Ing. Christian Winne

liche Berechnung und Visualisierung der

Telefon +49 30 39006-236

3-D-Position des Lasers.

christian.winne@ipk.fraunhofer.de

12

Forschung und Entwicklung

Rehabilitationsrobotik

Telemedizin: Heilung per Fernbeziehung Damit Patienten nach neurologischen Erkrankungen wie einem Schlaganfall ihre Bewegungsfähigkeit vollständig wiedererlangen, ist die Fortsetzung der in einer Reha-Klinik begonnenen intensiven, aber zeitlich begrenzten Übungstherapie im häuslichen Bereich essentiell. Ziel des Projekts »TeleStrokeRehab – Robotergestützte Therapiesysteme für die fernbetreute häusliche Rehabilitation« ist die Entwicklung eines integrierten, robotergestützten Telereha-Übungssystems für die Arm- und Handrehabilitation von Schlaganfallpatienten. Das Fraunhofer IPK entwickelt dafür ein kostengünstiges robotergestütztes Reha-Übungsgerätesystem sowie Regelungsalgorithmen zur haptischen Kopplung der Geräte von Arzt oder Therapeut und Patient. Weitere Entwicklungsarbeiten betreffen die gerätebasierte Therapie-Software für ein visuelles und haptisches Biofeedback sowie Softwaremodule zur automatischen Therapiedatenauswertung. Dabei berücksichtigen die Forscher neueste wissenschaftliche Erkenntnisse des motorischen Lernens sowie die multimodale Telereha-Verbindung zwischen Arzt oder Therapeut und Patient. Dank der neuen Reha-Systeme sollen motorisch und oftmals auch kognitiv behinderte Patien­ten erstmals derartige Therapie-Übungsgeräte selbstständig nutzen können, so dass auch in den Zeiträumen zwischen der direkten telemedizinischen Fernbetreuung ein eigenständiges Üben möglich wird.

►►Stationäre Reha reicht meist nicht Die eigene Bewegungsfähigkeit nach einer neurologischen Erkrankung, z. B. einem Schlaganfall, wiederzuerlangen ist sehr langwierig und kann mehrere Monate, oft sogar Jahre dauern. Stationäre Therapien in Reha-Kliniken arbeiten meist mit einer Kombination aus manueller und gerätegestützter Übungstherapie. Ist die intensive, aber zeitlich begrenzte Behandlung in einer Reha-Klinik abgeschlossen, haben die Patienten in der Regel nur ein MinimalNiveau an eigenständiger Bewegungskontrolle erreicht. Herr seiner Bewegungen zu sein ist jedoch Voraussetzung dafür, den Alltag eigenständig zu meistern oder ins Berufsleben zurückzukehren. In Deutschland haben stationäre Behandlungen derzeit einen Umfang von durchschnittlich

TeleStrokeRehab: Patien­ten können in der Reha-Klinik begonnene Thera­pien zu Hause fortsetzen ...

vier bis sechs Wochen. In den USA dagegen beträgt die stationäre Therapiedauer nur noch durchschnittlich zwei Wochen.

und häuslichen Bereich fortzusetzen. Ob

ein- bis zweimal pro Woche stattfindenden

Die Folge: Patienten haben danach einen

Patienten ihre Therapie eigenständig fort-

ambulanten Rehabilitation ein deutliches

deutlich geringeren Grad an eigenständi-

führen können, hängt jedoch von vielen

Absinken der Therapieintensität. Zuvor

ger Bewegungsfähigkeit.

Faktoren ab: Wohnort (Stadt, Land), finan-

erreichte Therapieergebnisse können nur

zielle Möglichkeiten und die persönliche

noch minimal verbessert werden. Die Be-

Situation der Betroffenen (u. a. Unterstüt-

troffenen sind zudem auf kostenintensives

►►Ambulant: Rehabilitation mit Schwächen

zung durch Angehörige oder Pflegekräfte)

Pflegepersonal angewiesen und können

Patienten wird deshalb generell empfoh-

spielen hier eine Rolle. In allen Fällen be-

nur eingeschränkt am sozialen Leben teil-

len, die Reha-Behandlung im ambulanten

deutet der Übergang zu einer in der Regel

nehmen oder beruflich tätig sein.

FUTUR 2/2011

13

... und werden dabei von Arzt oder Therapeut fern betreut.

Telemedicine: Long-distance Cure for Patients Patients with neurological deficits, e. g. as a

►►Telereha mit Force Feedback

tiert den Grad der Unterstützung bei

result of a stroke, generally receive inten-

Völlig neue Möglichkeiten zum weiterfüh-

einer Bewegungsübung. Mit Hilfe dieses

sive, yet temporary treatment in a rehabilita-

renden Bewegungstraining im Anschluss

haptischen Biofeedbacks soll der Patient

tion clinic. For them to completely regain

an einen stationären Klinikaufenthalt bie-

soweit wie möglich auch eigenständig

their motility, it is essential to continue ther-

tet hier das neuartige Instrument der hap-

mit dem Übungsgerät trainieren können.

apy at home. The project »TeleStrokeRe-

tischen Telerehabilitation. »TeleStrokeR-

Eine Telereha-Verbindung zum Therapeu-

hab – robot-assisted therapy systems for

ehab« koppelt telemedizinische Methoden

ten wird dann flexibel und je nach Bedarf

domestic rehabilitation« aims at developing

mit mechatronischen Therapie-Übungs-

hergestellt, so dass keine kontinuierliche

an integrated telerehabilitation system for

geräten für den Einsatz im häuslichen

1:1-Verbindung zwischen Patient und

arm and hand therapy of stroke patients.

Bereich. Ein solches Telerehabilitationssys-

Therapeut erforderlich ist. Das gibt Thera-

Researchers at Fraunhofer IPK have de-

tem gibt den Patienten die Möglichkeit,

peuten die Möglichkeit, sich parallel um

signed a reasonable robot-assisted reha

ihre Reha-Übungen zu Hause auszuführen

mehrere mit derartigen Übungsgeräten

device system as well as control algorithms

und dabei von einem Therapeuten der

ausgestattete Patienten zu kümmern.

for haptic coupling of the devices operated

Reha-Klinik oder einem niedergelassenen

by physicians or therapists and patient. They

Therapeuten betreut zu werden. Patient

Die Forschungsingenieure am Fraunhofer

also provide a therapy software for visual

und Therapeut sind über eine erweiter-

IPK arbeiten im Projekt »TeleStrokeRehab«

and haptic biofeedback along with software

te Telemedizin-Verbindung miteinander

eng mit der MEYTEC Informationssysteme

modules for automatic therapy data evalu-

verbunden und können auditiv, visuell

GmbH aus Werneuchen bei Berlin zusam-

ation. The new reha system has been devel-

und erstmals auch haptisch miteinander

men. MEYTEC bietet europaweit inno-

oped particularly for patients with limited

kommunizieren. Auf diese Weise erhalten

vative Dienstleistungen in den Bereichen

motor or cognitive skills, who may use the

Patienten ortsunabhängig professionel-

Telemedizin, Information und Kommuni-

system autonomously to practice on their

le Hilfestellung und Motivation bei der

kation sowie Unternehmenssicherheit an.

own, with or without the remote assistance

Durchführung ihrer Reha-Übungen.

Mit dem Forschungsprojekt will das Unter-

of a physician or therapist.

nehmen seine Telemedizin-Sparte um den Das neue Patientensystem wird darüber

Bereich der Telerehabilitation erweitern.

hinaus über eine so genannte »Assist as

Das Projekt wird im Rahmen des Zentralen

Ihr Ansprechpartner

needed«-Regelung gesteuert. Das Gerät

Innovationsprogramms Mittelstand des

Dipl.-Ing. Henning Schmidt

passt sich selbständig an den Trainings-

Bundesministeriums für Wirtschaft und

Telefon +49 30 39006-149

fortschritt des Patienten an und adap-

Technologie (BMWi) gefördert.

henning.schmidt@ipk.fraunhofer.de

14

Forschung und Entwicklung

Rehabilitationsrobotik

Biofeedback hilft Gehen lernen Eine frühzeitige und konsequent über Monate durchgeführte Übungstherapie ist die einzige Chance, motorische Lähmungen infolge einer Schädigung des zentralen Nervensystems zu mindern. Schlaganfallpatienten und Patienten mit einem Schädel-Hirn-Trauma müssen alltägliche Bewegungen wie Gehen und Treppensteigen oft neu erlernen. Möglich wird das durch Biofeedback: Werden gesunde Gehirnareale entsprechend stimuliert, erlernen sie schrittweise die im betroffenen Hirnareal verlorengegangene neuronale Steuerungsfunktion. Auf diesem Prinzip beruht der robotergestützte Laufsimulator »HapticWalker« des Fraunhofer IPK. Der erste Prototyp dieses Trainingsgeräts wird derzeit klinisch evaluiert. Damit HapticWalker bald in der Praxis eingesetzt werden kann, arbeiten die Fraunhofer-Forscher an neuen Verfahren der Nachgiebigkeitsregelung für ein haptisches Biofeedback sowie der Datenvisualisierung für ein visuelles Biofeedback.

Robotergestützte Laufsimulatoren wie

die Entwicklung von Verfahren zur aktiven

HapticWalker und der ebenfalls am

Patient-Roboter-Interaktion. Auf diese

Fraunhofer IPK entstandene Gangtrainer

Weise sollen Patienten während der Gang-

GT I versprechen nicht nur einen besseren

therapie kontinuierlich Informationen über

Therapieerfolg für Patienten, sondern ent-

ihren Lernfortschritt erhalten, während das

lasten auch die Therapeuten. Das bisherige

Gerät gleichzeitig den Grad der Führung

manuelle Training bindet sehr viel Zeit und

sukzessive reduziert.

Personal und ist für alle Beteiligten sehr kraftaufwändig und ermüdend. Zudem

Eine wesentliche Voraussetzung dafür

kann in der manuellen Therapie nur das

war die Integration von mehrdimensi-

Gehen auf der Ebene geübt werden. Mit

onalen Kraftsensoren in die Fußplatten

HapticWalker können Patienten dagegen

von Gangtrainer und HapticWalker. Sie

beliebige Gangbewegungen beliebig oft

messen die Kontaktkräfte zwischen Pa-

üben, also auch Treppen auf- und abwärts

tient und Fußplatten. Diese Werte sowie

zu steigen oder unebenes Gelände zu

die über die Roboterantriebe gemessenen

meistern. Sowohl HapticWalker als auch

Fußplattentrajektorien bilden die Basis zur

der Gangtrainer GT I sind nach dem so

Erfassung aller wesentlichen biomechani-

genannten Endeffektor-Prinzip konstruiert.

schen Gangparameter. In der manuellen

Das heißt, der Patient steht auf zwei Fuß-

Therapie werden diese Parameter erst

platten, die vom Gerät über den gesamten

nach einer Trainingseinheit sehr zeitauf-

Gangbewegungsablauf geführt werden.

wändig mit biomechanischen Meßgerä-

Der Oberkörper des Patienten wird mit

ten bestimmt. Beim HapticWalker werden

einem Gurt gesichert.

die Daten während der Gangtherapie aufgezeichnet und durch spezielle Algo-

HapticWalker im Einsatz

►►Kontinuierlich lernen

rithmen visualisiert: die Ganganalyse auf

Ziel des BMBF-Projekts »RehaRobES –

einem Display für den Therapeuten und

Biofeedback und Patientenadaptive

das Biofeedback für den Patienten. Am

Regelungsverfahren für endeffektor-

Gangtrainer GT I sorgt ein programmier-

basierte Gangrehabilitationsroboter« war

barer Vibrationsmotor an den Fußplatten

FUTUR 2/2011

15

HapticWalker: Der Patient wird am Oberkörper mit einer Aufhängung gesichert (li.) und steht während der Therapie auf zwei bewegten Fußplatten (re.).

Learn How to Walk with Biofeedback

für ein zusätzliches taktiles Feedback.

während das Gerät nur noch virtuelle Bo-

Während der Patient so unmittelbar

deneigenschaften simuliert und haptisch

visuelle und taktile Rückmeldungen über

spürbar macht. Auf diese Weise können

Patients with motor paralyses as a result of

seinen Lernfortschritt erhält, beurteilt

für jeden Patienten vollständige virtuelle

an impaired central nervous system have

der Therapeut auf der Basis detaillierter

Trainingsparcours gestaltet werden.

only one chance to improve their condition: They have to undergo therapy early

Ganganalysedaten den Lernfortschritt des Patienten. Darüber hinaus kann er

Die Gerätesteuerungen für GT I und

on, consequently and ususally over a period

über eine integrierte Therapiedatenbank

HapticWalker wurden zudem mit Schnitt-

of several months. Stroke patients or those

auch vollständige Therapieverläufe über

stellen zur Echtzeit-Kopplung mit anderen

with craniocerebral injury often need to

mehrere Wochen aufzeichnen und ana-

Systemen ausgestattet. Im Mittelpunkt

learn everyday motions like walking and

lysieren.

des Projekts stand dabei die in Kooperati-

climbing stairs anew. This is made possible

on mit den Projektpartnern TU Berlin und

by biofeedback: If healthy cerebral areas are

►►Selbständig bewegen

der Firma HASOMED realisierte Echtzeit-

stimulated effectively, they will step by step

Ein weiteres Ziel des FuE-Projekts war

Kopplung mit einem System zur EMG-

learn neuronal control functions lost in the

die Entwicklung so genannter »Assist

geregelten funktionellen Elektrostimula­

impaired cerebral areas. »HapticWalker«,

as needed«-Regelungsverfahren. Sie

tion der Beinmuskeln. Im nächsten Schritt

a robot-assisted walk simulator developed

erkennen automatisch die mit dem Reha-

werden die technischen Erweiterungen

by Fraunhofer IPK, counts on this principle.

Lernerfolg sukzessive wiedererlangte

für GT I und HapticWalker in klinischen

Its first prototype is currently under clinical

eigenständige Bewegungsfähigkeit des

Studien mit Schlaganfallpatienten an der

evaluation. To use HapticWalker in practice,

Patienten und lassen ihn schrittweise die

Charité evaluiert.

Fraunhofer researchers work on new flex-

Führung der Bewegung übernehmen.

ibility control methods for haptic biofeed-

Basis hierfür sind ebenfalls die in die

back as well as on data visibility for visual

Fußplatten integrierten Kraftsensoren

biofeedback.

sowie patientenadaptive Regelalgorithmen. Sie erlauben eine variable Reduktion des Grades der Bewegungsführung im

Ihr Ansprechpartner

Sinne einer »weichen Führung« bis hin

Dipl.-Ing. Henning Schmidt

zum »Full Haptic Mode«. Dabei führt der

Telefon +49 30 39006-149

Patient die Fußplatten vollständig selbst,

henning.schmidt@ipk.fraunhofer.de

16

Forschung und Entwicklung

Implantatherstellung

Schicht für Schicht zum perfekten Implantat Komplexe Bauteile ohne Fügestellen sind die Spezialität generativer Verfahren. Immer deutlicher wird der Wert dieser Technologie für den medizintechnischen Bereich, etwa bei der Fertigung individuell angepasster Implantate. Beim additiven Schichtbauverfahren, dem so genannten »Laserstrahlschmelzen«, werden auf der Basis von CAD-Daten pulverförmige Werkstoffe wie Edelstahl, Titan und Aluminium verarbeitet. Durch einen Laser werden die Pulver definiert geschmolzen und es entsteht ein Bauteil mit einer Dichte von 99.94 %. Wichtig für vorbildgetreue Implantate: Die Technologie ermöglicht die Fertigung von Freiformen und Hinterschnitten, von außen- und innenliegenden filigranen, komplexen Strukturen als Einzelteil – und das in einem einzigen Arbeitsschritt.

Implantate dienen der Wiederherstellung

wenige Werkstoffe für Implantate in

Werkstoffe, die aktiv mit dem umliegen-

von geschädigtem Gewebe in Knochen

Frage. Ergonomische Merkmale, physika-

den Knochen reagieren, wodurch eine

und Gelenken. Ziel ist es, die Funktion

lische Eigenschaften und Alterungspro-

Adhäsion zwischen Knochen und Implan-

des Körperteils möglichst vollständig

zesse der Werkstoffe müssen so ausge-

tat entsteht, werden als bioaktiv be-

wiederherzustellen. Weitere Anwendun-

legt sein, dass sie ein möglichst geringes

zeichnet. Zu diesen Werkstoffen gehören

gen von Implantaten ist die Behebung

Verletzungsrisiko bergen. Ein Großteil

Hydroxylapatit, biodegradierbare Polyme-

oder Ausfüllung von Fehlbildungen,

der verwendeten Metalle zählt zu den

re sowie Titanoxid in einer Gitterform mit

wie z. B. Löcher in einer Schädelplatte.

bioinerten Werkstoffen. Bei bioinerten

Strukturen von 20 µm.

Etabliert haben sich in den letzten Jahren

Materialien kommt es zu keiner oder nur

auch zahnmedizinische Anwendungen,

einer minimalen chemischen oder biologi-

hierbei handelt es sich um Zahnimplanta-

schen Wechselwirkung zwischen Im-

te, Brücken, und Träger zur Stabilisierung

plantat und Gewebe. Zu diesen Metallen

Durch generative Technologien können

von Prothesen. Kalotten und Zahnbrü-

gehören Titan, Tantal, Niob, Zirkonium,

Implantate patientenindividuell gefertigt

cken können bereits generativ hergestellt

Aluminiumoxid und Zirkonoxid. Die gro-

werden. Das heißt zum Beispiel, dass

werden.

ßen Vorteile dieser metallischen Werkstof-

Knochenaufbauten analysiert und exakt

fe liegen in ihrer hohen Zugfestigkeit und

nachgebildet werden können, wodurch

►►Leistungsstarke Biomaterialien

dem guten Abriebswiderstand. Dadurch

das Implantat sehr nah am individuellen

In der Medizin kommen aufgrund von

sind z. B. Prothesenbrüche äußerst selten.

Körper des Patienten ausgerichtet werden

hohen biologischen, physikalischen und

Außerdem sind diese Materialien sterili-

kann. Durch die Anpassung an das

chemischen Materialanforderungen nur

sierbar.

vorhandene gesunde Material wird der

–– Erstellung von Geometriedaten durch CT-Scan –– Umwandlung der Punktewolke in CAD-Daten –– Konstruktion des Implantats aud Basis der CAD-Datei –– Konvertierung in STL-Datei

–– Erstellung von Supports –– Einstellung der Fertigungsparameter –– Slicen –– Hatchen

Generative Prozesskette zur Herstellung von Implantaten

–– –– –– ––

►►Laserstrahlschmelzen für die Medizintechnik

Absenken der Platform Beschichten Belichten Wiederholung bis zum Prozessende

–– Trennen von Bauteil und Substratplatte –– Oberflächenstrukturierung –– Reinigen u. Sterilisieren –– EDX-Analysen –– Mikro- und Makrostrukturanalyse

FUTUR 2/2011

Strukturiertes Hüftimplantat aus Ti6Al4V

17

Zahnkrone (1.4404)

Layer by Layer to the Perfect Implant

Erfüllungsgrad der geforderten Biokom-

Struktur digital festgehalten. Auf Basis

patibilität erhöht und Verankerungen des

dieser Punktewolke kann eine CAD-Datei

Implantats im Körper werden gefestigt.

erstellt werden, auf der die Konstruktion

Complex components without joints are

Generative Verfahren ermöglichen eine

des Implantats basiert. Die finale Im-

the specialty of generative manufacturing

sehr komplexe Strukturierung der Ober-

plantatgeometrie wird in eine STL Datei

processes. The manufacturing method has

fläche des Implantats in Anlehnung an die

konvertiert und anschließend für den

become increasingly valuable for the field

Struktur gesunder Körperteile. Dadurch

Bauprozess fertigungsgerecht modifiziert.

of medical technology, for example for the

kann das umliegende Gewebe in das

Das schließt die Erstellung von nöti-

manufacturing of individual implants. Based

Implantat einwachsen – das künstliche

gen Stützstrukturen, das Zuordnen von

on CAD files, powdery materials like stain-

Körperteil wird so vom Körper schonend

passenden Fertigungsparametern und

less steel, titanium and aluminum are being

und auf natürliche Weise zusätzlich

das anschließende Slicen und Hatchen

processed during the additive layer-wise

verankert.

mit ein. Im Anschluss an den Fertigungs-

building process, the so called »Selective

prozess wird das fertige Bauteil von der

Laser Melting«. Powders are melted by the

Bisher werden Implantate mit definierter

Substratplatte getrennt und kann ohne

laser in a defined manner, which results in a

Porosität, die Gewebestrukturen ähneln

weitere Zwischenschritte einer weiteren

component with a density of 99.94 percent.

sollen, durch den Einsatz von Metall-

Oberflächenstrukturierung oder direkt der

What is important for model-specific im-

schäumen hergestellt. Das ist bspw.

gründlichen Reinigung und Sterilisierung

plants: This technology enables the manu-

relevant, wenn die Implantate für einen

unterzogen werden.

facturing of free forms and undercuts as

ungestörten Bewegungsablauf flexibel

well as internal and external filigree complex

nachgeben müssen wie ihr biologisches

Die neue Technologie der generativen Fer-

structures as an individual component – and

Vorbild. Eine gezielte Einstellung der

tigung muss noch für die Medizintechnik

all this in one single step.

Porosität und damit auch der Flexibilität

qualifiziert werden. Die Wissenschaftler

des Implantats ist bei Metallschäumen je-

des Fraunhofer IPK arbeiten an der Un-

doch nicht möglich. Diese Graduierung in

tersuchung und Optimierung der Phasen-

Anlehnung an die Gewebebeschaffenheit

und Oberflächenzusammensetzungen

des einzelnen Patienten ist eine der Stär-

von generativ gefertigten Teilen mittels

ken generativer Verfahren. Im Bereich

EDX-Analyse. Durch weitere metallogra-

der strukturmechanischen Biokompatibili-

phische Analysen können die Mikro- und

tät ist die Technologie wegweisend.

Makrostrukturen geprüft werden. Durch die Kooperation des Fraunhofer IPK und

Ihre Ansprechpartner

der Charité Universitätsmedizin Berlin

Dipl.-Ing. André Bergmann

wird langfristig auch die Einstufung der

Telefon +49 30 39006-107

Die Prozesskette zur generativen Ferti-

Biokompatibilität und des Langzeitver-

andre.bergmann@ipk.fraunhofer.de

gung von Implantaten beginnt mit einem

haltens generativ gefertigter Implantate

computertomographischen Scan der

durch Zell-, Gewebe- und Organtests

Dipl.-Ing. (FH) Frederik John

betroffenen Knochen- und Gewebestruk-

avisiert.

Telefon +49 30 39006-107

►►Prozesskette vom Scan zum Implantat

tur. In Form einer Punktewolke wird die

frederik.john@ipk.fraunhofer.de

18

Forschung und Entwicklung

MRO

Auf leisen Rädern durch den Berliner Untergrund Die massiven Technikprobleme bei der Berliner S-Bahn, betrieben durch die Deutsche Bahn, im letzten Winter sind vielen Berlinern noch in guter Erinnerung. Zeitweise war nur noch die Hälfte der Züge im Einsatz. Der Rest war aus Sicherheitsgründen aus dem Verkehr gezogen worden.

Gerade für Betreiber von Schienenfahrzeugen ist es wichtig zu wissen, in welchem Zustand ihre Züge sind, um deren Wartung und Instandhaltung vorausschauend zu planen. Im Innovationscluster »Maintenance, Repair and Overhaul MRO« entwickelt das Fraunhofer IPK zusammen mit den Experten für Schienenfahrzeuge der TU Berlin ein neuartiges Prüfsystem, das Radschäden frühzeitig und zuverlässig im laufenden Betrieb identifiziert.

Prototyp des optischen Radlaufsensors

►►Sicherheit im Bahnverkehr

ten ist. Wird doch ein Mangel festgestellt,

dem Institut für Land- und Seeverkehr,

Wer mit der Berliner U-Bahn fährt, erwar-

muss zeitnah ein Ersatz für den unerwarte-

Fachgebiet Schienenfahrzeuge, der TU

tet ein intaktes Fahrwerk der Züge, wenn

ten Ausfall gefunden werden.

Berlin. Seit Dezember 2009 arbeiten die

diese mit bis zu 70 Stundenkilometern

Experten der beiden Institute in dem Pro-

Brücken und Tunnel passieren. Die BVG

Das fehlende Wissen um den tatsächlichen

jekt »MuSenRad« an einem Verfahren zur

garantiert ihren Passagieren die Sicher-

Ist-Zustand ihrer Züge ist für die Betrei-

automatischen Zustandsüberwachung von

heit der Fahrzeuge. Die zeitaufwändige

ber von Schienenfahrzeugen ein ernstes

Radlaufflächen. Die innovative Idee: Ein

Wartung der Räder im Betriebswerk wird

betriebswirtschaftliches Problem. Die

ins Gleisbett integriertes System kombi-

deshalb routinemäßig durchgeführt, auch

Lösung kommt von einer wissenschaftli-

niert verschiedene sensorische Prinzipien.

wenn noch lange kein Schaden zu erwar-

chen Kooperation des Fraunhofer IPK und

»Wir kombinieren optische und akustische

FUTUR 2/2011

Triggersystem für Messungen am Gleis

19

Installierter Beschleunigungssensor am Schienenfuß

Prüfsysteme«, erklärt Eckhard Hohwieler,

Neben den Betreibern von Schienenfahr-

Leiter des Projekts am Fraunhofer IPK.

zeugen profitieren auch die Strecken-

»Ausbrüche, Risse und Schuppen an der

anwohner von der Überwachung. Denn

Oberfläche des Radlaufs überwachen

unrunde Räder sind nicht nur anfälliger

Many Berliners still vividly remember the

wir im Betrieb mit einem Kamerasystem.

für weitere Schäden, sie verursachen auch

massive technical problems the Berliner

Außerdem können wir geometrische Ver-

deutlich mehr Lärm. Solche Veränderun-

S-Bahn, run by Deutsche Bahn, suffered

änderungen des Rades über die für diese

gen können mit MuSenRad frühzeitig

during the last winter. At times, only half of

Schädigung charakteristischen Beschleuni-

erkannt und behoben werden. Prototypen

the trains were operating. The rest had to

gungssignale im Schienenfuß im Überfahr-

für die einzelnen sensorischen Überwa-

be taken off the tracks for safety reasons.

betrieb erkennen.«

chungen werden derzeit von der BVG zu

Especially for railway operators it is impor-

Testzwecken in ihr Gleisbett integriert.

tant to know in which condition their trains

►►Weniger Schäden, leiseres Fahren

Ende 2011 sollen die einzelnen Systeme zu

are, in order to anticipate their timely repair

Die Vorteile für die Unternehmen liegen

einem marktfähigen Produkt zusammen-

and maintenance. In its Innovation Cluster

auf der Hand. Zeit- und Kostenersparnis

geführt sein.

»Maintenance, Repair and Overhaul (MRO)«

gehen einher mit der besser planbaren

On Silent Wheels through Sub-Berlin

Fraunhofer IPK together with railway ex-

Einsetzbarkeit des Fuhrparks. Ein wichtiges

MuSenRad ist ein Projekt aus dem

perts at TU Berlin develop a new test system

Thema für die BVG. Deshalb kooperiert

Fraunhofer-Innovationscluster »Mainte-

that helps to reliably identify wheel dam-

die gern mit der Forschung, indem sie

nance, Repair and Overhaul in Energie und

ages at an early stage during traffic.

Gleisabschnitte für Versuche freigibt. »Für

Verkehr«, einer Kooperation von sieben

uns ist eine regelmäßige Messwerterfas-

Forschungspartnern und 14 Wirtschafts-

sung, die den aktuellen Zustand der Räder

unternehmen. Der Cluster befasst sich mit

unserer U-Bahn-Fahrzeuge widerspiegelt,

den Forschungsfeldern Zustandserfassung

von großem Interesse«, so Martin Süß,

und -diagnose, MRO-Planung und digitale

Abteilungsleiter bei der BVG. »Deshalb

Unterstützung sowie Reinigung und Re-

unterstützen wir die Entwicklung der

parturtechnologien. Gefördert wird er von

Ihr Ansprechpartner

Rad-Messtechnik, indem wir zeitweise

den Ländern Berlin und Brandenburg und

Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler

unsere Anlagen und Fahrzeuge zur Verfü-

der Fraunhofer-Gesellschaft.

Telefon +49 30 39006-121

gung stellen.«

eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de

20

Forschung und Entwicklung

Automatisierungstechnik

pi4_workerbot - zweiarmiger ­humanoider Roboter für die Praxis Roboter sind aus der Fertigungstechnik schon lange nicht mehr wegzudenken. Dabei haben moderne Robotersysteme kaum noch etwas mit einfach programmierten Greifarmen und Fließbändern zu tun. Mittels moderner Sensorik und Steuerung werden Roboter dem Menschen immer ähnlicher: Sie können sehen, tasten und sogar eigene Entscheidungen treffen. Ein preisgekröntes Highlight unter den neuesten humanoiden Robotern ist der »pi4_workerbot«, der aus einem EU-Projekt zur Entwicklung flexibler Montagesysteme hervorgegangen ist. Das Projekt »Flexible Assembly Systems through Workplace-Sharing and Time-Sharing Human-Machine Cooperation (PISA)« wird vom Fraunhofer IPK koordiniert. Der Kooperationspartner pi4_robotics hatte die entscheidende Technologieidee. Das Unternehmen entwarf den Roboter und die übergeordnete Steuerung, das Fraunhofer IPK nahm sich der Robotersteuerung an. 2010 präsentierte pi4_robotics seinen »Workerbot« als Messeneuheit auf der AUTOMATICA 2010.

►►Vorteile zweier Arme

Kinematik. Dies ist der Fall, wenn ein Arm

Robotersteuerung. Dies geschieht sowohl

Der zweiarmige pi4_workerbot kann auf

mehr Gelenke bzw. Bewegungsfreiheits-

auf Servo- als auch auf Programmierebe-

seiner mobilen Plattform zu verschiede-

grade zur Verüfung hat als die Eredigung

ne. Dem pi4_workerbot gelingt dadurch

nen manuellen Montagearbeitsplätzen

einer Aufgabe benötigt. Die Redundanz

sensor-motorisch vieles, was gewöhnliche

gefahren werden, um dort bei Produkti-

bietet die Vorteile, die beim Umgehen von

Roboter nicht können. Mit Hilfe von an

onsengpässen auszuhelfen. Seine Propor-

Hindernissen oder für die Vermeidung von

den Roboterflanschen – den Greifern – be-

tionen ähneln denen eines Menschen. So

Armkollisionen relevant sind. Das ist nötig,

festigten Sensoren, kann der Roboter den

lässt er sich an jedem modernen Stehsitz-

da der Workerbot aus Effizienzgründen

Kontakt mit einer Umgebung detektieren,

arbeitsplatz der industriellen Fertigung

zweihändig arbeitet.

Kräfte und Momente messen sowie seine

einsetzen. Seine Arme haben – ähnlich

vorgegebene Bewegung automatisch kor-

wie beim Menschen – sieben Gelenke

Zu den wichtigsten Vorteilen des zweiarmi-

rigieren bzw. Hindernisse berücksichtigen.

und eine überbestimmte redundante

gen Roboters gehören deutliche Arbeits-

Dieses Verhalten, bekannt als Nachgiebig-

raum- und Kostenersparnisse im Vergleich

keit oder »Compliance«, ahmt menschli-

zur derzeit üblichen Variante, zwei Roboter

ches Verhalten im physischen Kontakt mit

mit jeweils einem Arm einzusetzen. So

einer Umgebung nach.

kann beim Workerbot bspw. ein Arm als Spann- oder Umgreifvorrichtung genutzt

Die neuen Funktionen der Nachgiebig-

werden. Diese so genannte »Jigless Opera-

keitsregelung, der so genannten »Im-

tion«, also ein Vorgang ohne Verwendung

pedance Control«, sind gekennzeichnet

klassischer Aufnahme- und Spanntechnik,

durch ein sechsdimensionales Masse-

macht den Einsatz des Roboters flexibler

Dämpfer-Feder-Systemverhalten für trans-

und reduziert gleichzeitig die entstehen-

latorische sowie rotatorische Freiheitsgrade

den Kosten.

mit beliebig definierbaren Parametern für die jeweilige Interaktionsaufgaben.

pi4_workerbot

Eine wesentliche Neuheit und entscheiden-

Am Fraunhofer IPK wurde eigens eine

de Funktion für die Anwendung in kon-

Programmiersprache entwickelt, mit der

taktschlüssigen Aufgaben, wie z. B. beim

die gewünschte Nachgiebigkeit einfach

Fügen, ist die Integration von Nachgiebig-

festgelegt werden kann. Auf diese Weise

keits- und Kraftregelungsverfahren in die

lassen sich verschiedene Aufgaben, vom

vom Fraunhofer IPK entwickelte Dual-Arm-

Greifen eines Objekts bis zur Montage

FUTUR 1/2011

21

Besprechung der Robotersteuerung des pi4_workerbot am Fraunhofer IPK

pi4_workerbot komplexer Teile, voll automatisch und

lösungen für integrierte Handhabungs-,

To do without robots in manufacturing

flexibel ausführen. Dabei werden die To-

Montage-, und Inspektionsaufgaben.

technology is unimaginable today. Thanks

leranzen der Bauteile und Abweichungen

Zusätzlich beinhaltet der Kopf ein Farbdis-

to modern sensors and control systems,

der Arbeitsumgebung durch die Nachgie-

play, das innovative Wege der Statusanzei-

todays robots become more and more akin

bigkeitsregelung ausgeglichen. Darüber

ge und Interaktion mit dem Benutzer, z. B.

to humans: They can see, touch and even

hinaus kann der Workerbot auch mit Men-

durch Gesichtsausdrücke, ermöglicht.

make their own decisions. A prizewinner among the latest humanoid robots is

schen interagieren. Er kann vom Mensch geführt werden, was für eine intuitive und schnelle Programmierung vorteilhaft ist.

►►Produktinnovation durch Kooperation

»pi4_workerbot«, an outcome of the EU project »Flexible Assembly Systems through

Durch eine komfortable Bedienoberfläche

Der voll funktionsfähige Prototyp des

Workplace-Sharing and Time-Sharing

kann der Roboter sehr schnell für neue

pi4_workerbot wurde auf der AUTOMA-

Human-Machine Cooperation (PISA)«

Aufgaben eingerichtet werden. Somit lässt

TICA 2010 in München der Öffentlich-

coordinated by Fraunhofer IPK. The project

sich auch bei kleinen Losgrößen und häu-

keit vorgestellt. Dort wurde er mit dem

partner pi4_robotics came up with the

fig wechselnden Aufgaben ein effektiver

Innovationspreis des MM-Magazins in der

crucial idea: The company developed the

Einsatz erzielen.

Kategorie »Knick-Arm-Roboter« ausge-

robot and its overall control. Fraunhofer IPK

zeichnet. Seitdem besteht sowohl von

dealt with the precision control of the new

►►Roboter mit menschlichen Zügen

Seiten der Medien, als auch von kleinen

two-arm robot. pi4_robotics presented its

Ein wichtiges Merkmal des Roboters ist

und mittelständischen Unternehmen aus

»Workerbot« at the AUTOMATICA 2010

sein von pi4_robotics entwickelter Kopf,

dem produzierenden Gewerbe ungemin-

and promptly received the innovation award

der entscheidend zu seinem humanoiden

dert hohes Interesse an der Entwicklung.

of MM magazine.

Erscheinungsbild beiträgt. Der Kopf ist um

Ein fachliches Highlight auf europäischer

zwei Achsen beweglich und erfasst die

Ebene war die Nominierung als Finalist

Umgebung mit einer in die Stirn integrier-

des 2011 euRobotics Technology Transfer

Ihre Ansprechpartner

ten hochmodernen 3-D-Kamera. Darüber

Preis beim »European Robotics Forum« im

Dipl.-Ing. Gerhard Schreck

hinaus verfügt er über eine monochro-

April 2011 in Västerås, Schweden. Bei dem

Telefon +49 30 39006-152

me Kamera sowie eine Farbkamera, die

renommiertesten Preis der europäischen

gerhard.schreck@ipk.fraunhofer.de

ihn bei der Prüfung von Bauteilen und

Robotik bewertet die Jury insbesondere

Oberflächen unterstützen. Diese optischen

Innovationskraft und wirtschaftliches

Dr. Dragoljub Surdilovic

Sensoren in Verbindung mit den beiden

Potenzial von Forschungskooperationen

Tel. +49 30 39006-172

Roboterarmen ermöglichen neue System-

zwischen Wissenschaft und Industrie.

dragoljub.surdilovic@ipk.fraunhofer.de

22

Forschung und Entwicklung

Fertigungstechnik

Coole Werkzeuge Die zunehmende Verwendung von Hochleistungswerkstoffen wie faserverstärkten Kunststoffen, Leichtmetallverbundwerkstoffen und warmfesten Legierungen in der Automobil- und Luftfahrt­ industrie stellt vorwiegend in der Zerspanung enorme Anforderungen an die Temperaturverhältnisse im Prozess. Dies erfordert durch die oftmals geringe Wärmeleitfähigkeit der Werkstoffe ein erhöhtes, experimentell ermitteltes Prozessverständnis hinsichtlich der Temperaturverteilung und des Temperaturverlaufs im Werkzeug. »ConTemp«, ein von der Europäischen Kommission gefördertes Forschungsvorhaben aus dem Themenbereich »Self Learning Production Systems«, setzt dabei auf die selbstlernende Kontrolle der Temperaturverhältnisse bei der Zerspanung. Dafür entwickeln Wissenschaftler des IWF ein Werkzeugkonzept mit einer geschlossenen Innenkühlung.

Um die Temperaturverhältnisse im Zerspanprozess jedoch definiert beeinflussen zu können, wird neben dem Werkzeugkonzept eine Steuerungsumgebung benötigt und implementiert. Mit Hilfe der neuronalen Netze, einem mathematischen Modell, wird dabei die Zerspantemperatur durch Veränderung von Kühlparametern der Kühlperipherie und der Prozessparameter adaptiv geregelt.

►►Werkzeugkonzept mit

Die Verwendung von Kühlschmierstoff ist

ter aufgrund der thermischen Belastung

ein notwendiges Übel in der Fertigung.

der Werkzeuge und auch des Werkstücks

Um die im Zerspanprozess entstehende

an ihre Grenzen. Am IWF wird deshalb ein

Die im Zerspanprozess entstehende Wär-

Wärme abzuführen, werden erhebliche

Werkzeug entwickelt, das die Trockenbe-

me kann durch die Kühlstrukturen in der

Kosten und Gesundheitsgefahren in Kauf

arbeitung mit einer effektiven Kühlung

Wendeschneidplatte ohne Kühlfluidkon-

genommen. Allein die Anlagentechnik

verbindet und die Wärme durch einen

tamination abgeführt werden. Zusätzlich

zur Aufbereitung und Versorgung sowie

geschlossenen Kühlkreislauf im Inneren

wird die Werkzeuglebensdauer durch

die Bereitstellung von Kühlschmierstoff

der Schneide abführt.

einen geringeren Temperaturgradienten

geschlossener Innenkühlung

und die teure Entsorgung als Sonderabfall nehmen einen Anteil von bis zu 16% der Fertigungskosten ein. Dazu kommen die Reinigungskosten für Maschinen und Werkstücke, die mit dem Kühlschmiermittel verschmutzt werden. Überdies werden einer Studie der Vereinigung der MetallBerufsgenossenschaften zufolge 33% der Hauterkrankungen in metallverarbeitenden Berufen durch den Kontakt mit Kühlschmierstoff verursacht.

Neben der konventionellen Überflutungskühlung werden deshalb seit geraumer Zeit verschiedene Strategien zur Vermeidung von Kühlschmierstoffen entwickelt und eingesetzt. Bei der MinimalmengenKühlschmierung wird der Kühlschmierstoff nur noch tröpfchenweise bzw. als feiner Nebel aufgebracht, um die Bauteilqualität zu erhöhen. Die Trockenbearbeitung verzichtet ganz auf Kühlschmierung. Beide Verfahren stoßen jedoch früher oder spä-

Ganzheitliche Prozessentwicklung bestehend aus Werkzeugentwicklung und adaptiver Fertigungsbeeinflussung

FUTUR 2/2011

23

Eiskalte Fertigung: Weniger Verschleiß und Kühlschmierstoff durch gekühlte Werkzeuge

und die einhergehende Reduktion von

Im Rahmen des ConTemp-Projektes wird

ConTemp – Self-Learning Control of

Thermoschock entscheidend verlängert.

dabei die Regelungsstruktur der neuro-

Tool Temperature in Cutting Processes

nalen Netze verwendet. Diese sind in der Die Herausforderung in der Auslegung des

Lage, die Gewichtungen ihrer Stellgrößen

The use of high performance materials and

Werkzeugdesigns liegt dabei darin, ein

intelligent durch erlernte Basisdaten ein-

modern composite materials like fibre-rein-

Gleichgewicht zwischen Kühlwirkung und

zustellen. Dadurch können die nichtlinear

forced plastics in automotive and aerospace

mechanischer Stabilität des Schneidkörpers

zusammenhängenden Prozess- und Kühl-

industry places high demands on the condi-

zu finden. Daher wurde im ersten Zeit-

parameter an die Bearbeitungstemperatur

tions of temperature in cutting process.

raum des ConTemp-Projekts eine iterative

und die vorherrschenden Prozessbedin-

Due to the low thermal conductivity of

Herangehensweise in der Herleitung und

gungen angepasst werden.

these materials, this requires an increased,

Optimierung günstiger Design­varianten

experimentally derived process understand-

verwendet. Zuerst wurden dazu Zerspan-

Derzeit werden am Institut für Werkzeug-

ing regarding temperature distribution and

versuche durchgeführt und die resultieren-

maschinen und Fabrikbetrieb IWF der

temperature gradient in the tool. Based on

de maximal abzuführende Wärme in den

Technischen Universität Berlin die ersten

this knowledge, new tool concepts and new

eingesetzten Werkzeugen experimentell

Prototypvarianten innengekühlter Werk-

innovative adaptive controlling structures of

ermittelt. Mittels dieser Kenntnisse konnte

zeugsysteme in enger Zusammenarbeit

process and coolant are needed. ConTemp

die Kühlstruktur durch Simulationen

der neun Projektpartner aus Deutschland,

is a collaborative research project funded by

festgelegt werden. Danach sind die zur

Großbritannien, Italien und Österreich

the European Commission under the topic

Herstellung der Kühlkörper benötigten

gefertigt und im Einsatz validiert. Dabei

»Self Learning Production Systems« in the

Fertigungsverfahren identifiziert und die

stellt die leichte Integration in vorhandene

Seventh Framework Programme.

adaptive Steuerung implementiert worden.

Werkzeugmaschinensysteme eine essentielle Grundanforderung an das zu entwi-

►►Selbstlernende adaptive

ckelnde Werkzeugsystem dar. Nach der

Ihre Ansprechpartner

Validierung und konstruktiven Optimie-

Dipl.-Ing. Timo Reinicke

Durch die Benutzung einer selbstlernen-

rung der Prototypen wird die Datenbasis

Telefon +49 30 314-24946

den adaptiven Prozesskontrolle ist es

für das Regelungskonzept durch Zerspan-

reinicke@iwf.tu-berlin.de

möglich, die Bearbeitungssituation zu

versuche aufgenommen.

Steuerung der Temperatur

stabilisieren und somit die Produktivität

Dipl.-Ing. Martin Roeder

hinsichtlich Bauteilqualität und Werkzeug-

Telefon +49 40 314-23473

standzeit durch bewusste aktive Beeinflus-

roeder@iwf.tu-berlin.de

sung des Zerspanprozesses zu erhöhen.

www.contemp.org

24

Interview

Willkommen im Zeitalter der navigierten Endoskopie Die Scopis GmbH erforscht, entwickelt und vermarktet hochgenaue laserbasierte endoskopische und mikroskopische Messsysteme für die minimal-invasive Chirurgie. Dabei ermöglicht eine innovative endoskopische 3-D-Vermessung erstmals die reproduzierbare Durchführung von chirurgischen Eingriffen. Klinische Komplikationen können hierdurch minimiert und Kosten optimiert werden. Das Unternehmen ist eine Ausgründung des von Fraunhofer IPK und der Charité-Universitätsmedizin Berlin gemeinsam betriebenen Berliner Zentrums für Mechatronische Medizintechnik. Wir sprachen mit Gründer und Geschäftsführer Bartosz Kosmecki über das junge Spin-off.

Herr Kosmecki, Ihr Unternehmen ist gerade

Medizintechnik (BZMM). Wir forschten

Sie entwickeln endoskopische Messauf-

mal ein Jahr alt. Wie geht es Ihnen?

bereits dort an klinischen Navigations- und

sätze, die passgenau mit jedem konven-

Bartosz Kosmecki: Mir und der Scopis

Messsystemen. Während einer OP an der

tionellen Endoskop der minimal-invasiven

GmbH geht es sehr gut. Das erste Jahr ist

HNO-Klinik der Charité – Universitätsmedi-

HNO-Chirurgie verbunden werden können.

ein sehr spannendes Jahr gewesen, in dem

zin Berlin habe ich live beobachtet, welche

Wie machen Sie das?

sich viel ereignet hat. Wir haben unser

Herausforderungen bei der Durchfüh-

Kosmecki: Die Scopis-Messaufsätze

erstes Navigationssystem MATRIX POLAR

rung von minimal-invasiven Operationen

werden ähnlich einem Spülschaft an

im Februar 2011 im Markt eingeführt und

bestehen. Mir fiel auf, dass es einen Bedarf

konventionelle Endoskope angeschlossen

eine korrespondierende CE-Zulassung

an einer endoskopischen Vermessung des

und arretiert. Wir richten uns hierbei nach

erhalten. Im März wurde unser Qualitäts­

Operationsgebietes gab. Daraus entstand

den weltweit verbreiteten Standards in der

managementsystem nach DIN EN ISO

die Idee zur Entwicklung von endoskopi-

HNO-Chirurgie in Bezug auf Durchmesser

13485:2010 und DIN EN ISO 9001:2008

schen Mess- und Navigationssystemen.

und Länge der Endoskope. Die Technologie

erfolgreich zertifiziert. In diesem Jahr sind

Diese Systeme basieren auf speziellen

kann problemlos auch auf weitere klinische

wir außerdem auf mehreren Messen und

Messaufsätzen, die an bestehende Endo-

Anwendungsbereiche der Endoskopie

Kongressen vertreten, bauen so unsere

skope angebracht werden und diese um

übertragen werden. Im Detail funktioniert

Präsenz im Medizintechnikmarkt aus und

eine präzise laserbasierte 3D-Vermessung

sie so: Unsere Messaufsätze projizieren

Interesse besonders bei HNO-Chirurgen

erweitern. Auf diese Weise können Ärzte

einen Laserpunkt auf das Gewebe, das in

auf.

erstmals Messungen an anatomischen

dem Endoskopiebild sichtbar ist. Der Chir-

Darüber hinaus verlaufen unsere Ver-

Strukturen endoskopisch und berührungs-

urg richtet diesen Punkt ähnlich einem La-

triebsaktivitäten sehr positiv. Wir haben

los vornehmen. Zudem profitieren sie von

serpointer manuell auf die zu vermessende

die ersten klinischen Navigationsgeräte an

der kontinuierlich verfügbaren Navigation.

Struktur. Zu jedem projizierten Laserpunkt

Krankenhäuser geliefert, die dort täglich

ermittelt das System die präzisen Raumko-

eingesetzt werden. Auch auf internatio­

Aus der Idee für das Produkt entwickelten

ordinaten. So kann der Chirurg anatomi-

nalem Niveau erfahren wir eine positive

wir schnell eine Geschäftsidee, mit der wir

sche Strukturen Punkt für Punkt endosko-

Resonanz. Aktuell sind wir bereits in der

den Preis der Stiftung-Charité auf dem

pisch und berührungslos vermessen. Auf

Endphase der Zulassung unseres zweiten

Biomedical Summit 2009 gewannen. Das

diese Weise ermöglicht das System auch

Produkts, das noch dieses Jahr auf den

bestätigte uns natürlich sehr in unserem

die endoskopische Navigation.

Markt kommt.

Vorhaben. Im März 2010 kamen wir mit unserem Businessplan beim bundesweiten

Warum sollten Mediziner auf Ihre endosko-

Wie entstand die Idee zur Ausgründung?

Businessplanwettbewerb »Science 4 Life«

pischen Messaufsätze umsteigen?

Kosmecki: Andreas Reutter, Mitgründer

unter die besten 20. Nur wenige Mona-

Kosmecki: Mit unserer Technologie kön-

von Scopis, und ich waren Arbeitskollegen

te später gründeten wir dann die Scopis

nen Ärzte erstmals mit einem Endoskop

am Berliner Zentrum für Mechatronische

GmbH.

navigieren und gleichzeitig anatomische

FUTUR 2/2011

25

Scopis-Gründer Bartosz Kosmecki (re.) und Andreas Reutter (li.)

Strukturen präzise und berührungslos

letzten Monaten haben wir sukzessive un-

vermessen. Damit können wir die Verfüg-

ser Angebot an autoklavierbaren navigier-

barkeit der Navigationsinformation im Ver-

ten Instrumenten erweitert. Diese haben

gleich zu bestehenden Systemen um bis zu

wir immer in Anlehnung an Vorschläge

Bartosz Kosmecki schloss 2005 erfolgreich

70 Prozent erhöhen. Die HNO-Chirurgen

unserer Referenzärzte optimiert. Mit der

sein Studium der Technischen Informatik

haben eine Hand frei und müssen nicht

Markteinführung unseres zweiten Produkts

an der Technischen Universität Berlin ab.

mehr zwischen Navigation und chirurgi-

am Ende dieses Jahres werden wir unseren

Bereits in seiner Diplomarbeit zum Thema

schem Instrument wählen. Darüber hinaus

Zeitplan genau einhalten.

»Elektromagnetisches klinisches Naviga-

Zur Person

tionssystem« zeichnete sich sein zukünf-

ermöglicht die Lasernavigation zusätzlich eine schnelle und genaue Bild-zu-Patien-

Was würden Sie anderen Wissenschaftlern

tiges Interesse an der Medizintechnik ab.

tenregistrierung, da kein direkter Hautkon-

raten, die den Schritt vom Forscher zum

Während seiner anschließenden Tätigkeit

takt stattfindet. Die Messaufsätze sind nur

Unternehmer wagen wollen?

als wissenschaftlicher Mitarbeiter am

ein Teil unseres Gesamtsystems MATRIX

Kosmecki: Der Schritt von der Wis-

Fraunhofer IPK und dem Charité Virchow

POLAR. Dieses zeichnet sich durch eine

senschaft zum Unternehmen erfordert

Klinikum konzentrierte sich Kosmecki auf

sehr kurze Systemvorbereitungszeit, einen

eine tragfähige Geschäftsidee, die in

die weitere Erforschung und Entwicklung

reduzierten Platzbedarf sowie eine intuitive

einem Businessplan fixiert wird. Hilfe bei

klinischer Navigationssysteme und mes-

Bedienung und Dokumentation sämtlicher

der Erstellung des Businessplans bieten

sender Endoskopie. 2010 gründete er

Endoskopie- und Navigationsdaten aus.

zahlreiche Businessplanwettbewerbe.

gemeinsam mit Andreas Reutter und der

MATRIX POLAR hilft den Chirurgen sich

Das Geschäftskonzept wird dabei durch

Fraunhofer-Gesellschaft die Scopis GmbH

besser im Operationsfeld zu orientieren

unabhängige Kapitalgeber, Unternehmer

zur Entwicklung und Vermarktung von

und so chirurgische Komplikationen zu

und Berater geprüft und weiter optimiert.

Messsystemen für unterschiedliche medizi-

minimieren, Operationszeiten zu reduzie-

In zahlreichen Gründungsnetzwerken

nische Anwendungsgebiete der minimal-in-

ren und bessere post-operative Ergebnisse

findet man zudem junge Unternehmer,

vasiven Chirurgie. Das Unternehmen, deren

zu erzielen.

mit denen man sich über sein Vorhaben

Geschäftsführer Kosmecki ist, erhielt im

austauschen und hilfreiche Tipps einho-

Oktober 2010 eine Startfinanzierung des

Bis zum Sommer 2011 hatten Sie sich den

len kann. Enorm wichtig in unserem Fall

High-Tech Gründerfonds. Seit Februar 2011

Markteintritt der ersten Produkte für die

war die Beratung und Betreuung durch

ist das Scopis Navigationssystem MATRIX

HNO-Chirurgie zum Ziel gesetzt. Liegen Sie

Fraunhofer Venture. Sie unterstützten uns

POLAR kommerziell erhältlich.

im Plan?

bei der Ausgestaltung von Verträgen, der

Kosmecki: Ja. Wie eingangs bereits er-

Lizenzierung von Schutzrechten und der

wähnt, ist MATRIX POLAR, das erste Scopis

Unternehmensgründung.

Navigations­system für die minimal-invasive

Als Unternehmer muss man seinen For-

HNO-Chirurgie, bereits seit Februar 2011

scherstandpunkt verlassen und durch die

erhältlich. Wir hatten uns einen sehr

Augen des Kunden schauen. Denn der

Kontakt

engen Zeitplan gesetzt. Trotzdem schaff-

Kundennutzen ist der entscheidende Fak-

Bartosz Kosmecki

ten wir es, in nur einem halben Jahr nach

tor für den Erfolg der Geschäftsidee und

Telefon +49 30 398 20 598

der Unternehmensgründung unser erstes

nicht die technologischen Eigenschaften

bkosmecki@scopis.com

Medizinprodukt fertig zu stellen. In den

des Produkts.

www.scopis.com

26

Partnerunternehmen

Scopis

Bessere Ergebnisse auch bei komplizierten Fällen Scopis stellt hochgenaue, laserbasierte endoskopische und mikroskopische Mess- und Navigationssysteme für die minimal-invasive Chirurgie her. Das Berliner Unternehmen unterstützt Mediziner dabei, Operationszeiten zu verkürzen, klinische Komplikationen zu reduzieren, bessere postoperative Ergebnisse zu erzielen und Kosten zu sparen.

Mit seiner Produktfamilie MATRIX POLAR

komplexen Fällen sicher. Mittels vorhande-

bietet Scopis seinen Kunden flexible Lösun­

ner Schnittstellen werden Scopis-Systeme

gen: MATRIX POLAR-Modul erweitert

direkt in das Netzwerk des Krankenhausin-

bestehende Endoskopietürme um leis-

formationssystems integriert und ermög-

tungsfähige klinische Navigation. MATRIX

lichen damit den direkten Zugriff auf die

POLAR-System integriert neuste HD-Endo-

radiologischen Bilddaten.

skopie und klinische Navigation in einem Endoskopieturm. Mit MATRIX POLAR-Laser

Mit Scopis-Messaufsätzen wird der Um-

ergänzt Scopis seine Produktreihe mit

fang an navigierten Instrumenten um die

Mess­aufsätzen für eine laserbasierte endo-

laserbasierte endoskopische Messung und

skopische Messung und Navigation.

Navigation erweitert. Sie werden ähnlich einem Spülschaft an konventionelle En-

Klinische Navigations- und Messsysteme

doskope angeschlossen und arretiert und

von Scopis wurden für den täglichen

projizieren Laserpunkte auf das Gewebe.

Gebrauch optimiert. Sie werden vollständig

Zu jedem projizierten Laserpunkt ermittelt

in den Endoskopieturm integriert. Dadurch

das System die präzisen Raumkoordinaten.

reduzieren Sie den Platzbedarf und Bedien-

Ärzte können auf diese Weise erstmals

aufwand im Operationssaal. Die Systeme

Messungen an anatomischen Strukturen

sind intuitiv und benutzerfreundlich und

endoskopisch und berührungslos vor-

zeichnen sich zudem durch eine sehr kurze

nehmen und profitieren zudem von der

Systeminbetriebnahme von unter drei

kontinuierlich verfügbaren Navigation.

MATRIX POLAR-System

Minuten aus. Drei schnelle Methoden der Bild-zu-Patientenregistrierung erlauben den

Das Spin-off von Fraunhofer IPK und der

universellen Einsatz mit höchster Genauig-

Charité-Universitätsmedizin Berlin arbeitet

keit. Eine Vielzahl an ergonomischen, wie-

eng mit beiden Institutionen zusammen,

derverwendbaren navigierten Instrumenten

um seine Produkte für den täglichen Einsatz

stellt den Einsatz der Systeme auch bei

zu optimieren und innovative Technologien zu nutzen. Darüber hinaus stellt Scopis si-

Scopis GmbH

cher, dass alle Produkte höchsten Qualitäts-

Blücherstr. 22

Ihre Ansprechpartnerin

ansprüchen genügen. Dafür bürgt auch die

10961 Berlin

Daniela Frost

aktuelle Zertifizierung des Qualitätsmanage-

Deutschland

Telefon: +49 30 398 20 598

mentsystems nach DIN EN ISO 13485:2010

Telefon +49 30 398 20 598

dfrost@scopis.com

und DIN EN ISO 9001:2008.

www.scopis.com

www.scopis.com

Partnerunternehmen

FUTUR 2/2011

Ziehm Imaging

Hochauflösende Bilder im OP

m

Mit seiner mobilen Röntgentechnologie hat der Nürnberger Medizintechnikhersteller Ziehm Imaging in den vergangenen Jahren mehr und mehr Operationssäle rund um den Globus erobert. Die hochauflösenden Röntgenbilder mit mehr als 16.000 Graustufen unterstützen Ärzte weltweit bei intraoperativen Eingriffen, damit bessere Behandlungsergebnisse erzielt werden, weniger Folgeoperationen nötig sind und die Patienten schneller aus der Klinik entlassen werden können. Mit mehr als 300 Mitarbeitern stattet der Pionier in der Flat-Panel-Technologie Kliniken weltweit mit mobilen C-Bögen aus, die nach den individuellen Bedürfnissen der Kunden konzipiert und in manueller Fertigung hergestellt werden.

Mobiler C-Bogen mit Flat-Panel Technologie im klinischen Einsatz

Seit 40 Jahren hat Ziehm Imaging den Markt für mobile C-Bögen geprägt und mit zahlreichen Innovationen stetig vorangetrieben. Die mobilen röntgenbasierten Bildgebungssysteme des deutschen Mittelständlers, der Niederlassungen in den USA, China, Singapur, Finnland, Italien und Braslien unterhält, finden neben der Wirbelsäulen-Chirurgie, Orthopädie und Traumatologie auch in der Gefäßchirurgie Anwendung. Zudem werden die digitalen C-Bögen in der interventionellen Radiologie und Kardiologie eingesetzt. Chirurgische Eingriffe, die zuvor ausschließlich unter

Komplettsystem mit

Einsatz festinstallierter Anlagen durchge-

separatem Monitorwagen

führt wurden, können inzwischen auch mit mobiler Flat-Panel-Technologie vorgenom-

dem Markt und behauptet sich seit Jahren

Imaging, dass Größe allein nicht entschei-

men werden. Kliniken profitieren von den

als Pionier im Bereich volldigitaler mobi-

dend ist, sondern Know-how und Team-

geringen Installationskosten sowie von

ler C-Bögen mit Flat-Panel-Technologie.

geist den Unterschied machen.

der großen Flexibilität und Mobilität der

„Knapp 300 installierte digitale C-Bögen

C-Bögen. Die offene Software-Architektur

weltweit belegen eindrücklich, dass sich

ermöglicht dem Anwender stets auf dem

die mobile Flat-Panel-Technologie im klini-

Donaustraße 31

aktuellen Stand der Entwicklung zu sein

schen Umfeld etabliert hat“, sagt Martin

90451 Nürnberg

und sofort von technologischen Innovatio-

Herzmann, Director Global Marketing bei

Telefon +49 911 2172 0

nen zu profitieren.

Ziehm Imaging.

Fax +49 911 2172 390

Das global agierende Unternehmen erwirt-

Ziehm Imaging

www.ziehm.com

Ideen und ihre kontinuierliche Weiterent-

schaftet 60 Prozent seines Umsatzes im

wicklung werden bei Ziehm Imaging groß

Export, rund 80 Prozent aller Produkte sind

geschrieben: Das Nürnberger Unterneh-

jünger als drei Jahre. Auch die Bundeswehr

men investiert rund 15 Prozent seines

stattet ihre Operationszentren in Feldlaza-

Ihr Ansprechpartner

Umsatzes in die Forschung und Entwick-

retten, Krankenhäuser und Marineschiffe

Martin Herzmann

lung. 2005 brachte der Hersteller den

weltweit mit Ziehm Imaging Geräten aus.

Telefon: +49 (0)911.2172.302

ersten C-Bogen mit Flat-Panel-Detektor auf

Mit 40 Jahren Firmentradition zeigt Ziehm

martin.herzmann@ziehm-eu.com www.ziehm.com

27

28

Ausstattung

Medizintechniklabor

Tracking-System für chirurgische Navigation

C-Bögen, die die Wissenschaftler für bildgeführte und minimal-invasive Chirurgie weiterentwickeln. Dieser Röntgenbereich umfasst 25 qm und kann mit Hilfe eines Bleilamellenvorhangs vom Demonstrationsbereich abgeschirmt werden. Dadurch wird ein offener Zugang zu den Räumlichkeiten ermöglicht und gleichzeitig die gefahrenlose Nutzung bzw. Erprobung Gemeinsam mit der Klinik für Mund-,

nach geltenden Qualitätskriterien geprüft

von Röntgengeräten. Dazu zählen z. B.

Kiefer- und Gesichtschirurgie / Klinische

werden. Um eine möglichst anwen-

ein um eine 3-D-Bildgebung erweiterter

Navigation der Charité – Universitäts-

dungsnahe OP-Umgebung zu schaffen,

2-D-C-Bogen, welcher am Fraunhofer IPK

medizin Berlin bildet das Geschäftsfeld

wurde ein OP-Demonstrationsbereich

entwickelt und erprobt wurde, sowie ein

Medizintechnik des Fraunhofer IPK das

eingerichtet. In diesem Bereich ist u. a.

Experimentalaufbau für einen intraopera-

Berliner Zentrum für Mechatronische Me-

ein Demonstrator eines klinischen As-

tiven 3-D-Röntgenscanner im vom BMBF

dizintechnik. Seit der Berufung von Pro-

sistenzsystems für die navigierte Endos-

geförderten Forschungsvorhaben ORBIT.

fessor Keeve und einer Neuausrichtung

kopie aufgebaut. Enstprechende Strah-

Erstmals kommen dabei robotergeführte

im Jahr 2008 konnte es sich als interna-

lenschutzvorrichtungen erlauben den

Röntgenquellen und digitale Röntgensen-

tional anerkanntes Forschungs- und Ent-

Betrieb röntgentechnischer Anlagen wie

soren zum Einsatz.

wicklungszentrum für bildgeführte und minimal-invasive Chirurgie etablieren.

2010 wurde es mit dem Innovationspreis Medizintechnik des Bundesministeriums für Bildung und Forschung ausgezeichnet und seine Technologieausgründung SCOPIS in das Portfolio des High-TechGründerfonds aufgenommen.

Ein Highlight der technischen Ausstattung des Berliner Zentrums für Mechatronische Medizintechnik ist das Demonstationslabor am Fraunhofer IPK. Hier werden Prototypen medizintechnischer Systeme entwickelt und technisch evaluiert, bevor sie nach dem Medizinproduktegesetz zugelassen werden. Auf 94 qm können alle entwickelten Technologien und Systeme aufgebaut, getestet und

Experimentalaufbau ORBIT

Ereignisse und Termine

FUTUR 2/2011

Von der Forschung in die Industrie 1. Transfer-Treff Live an der TU Berlin

Erfolgreiche Kooperationsprojekte aus der Hauptstadtregion standen im Mittelpunkt des ersten Transfer-Treff Live, einer Initiative der Berliner Transfer-Allianz. Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft erläuterten am 16. Februar 2011 im Hauptgebäude der TU Berlin, wie sich durch Kooperationen zwischen Wirtschaft und Wissenschaft Innovationspotenziale erschließen

Erfolgreiche Partner: Nico Pohlmann, Bogen Electronic (li.), Prof. Eckart

und in Wettbewerbsvorteile umsetzen lassen. Mit dabei: das

Uhlmann (2. von re.) und Jan Mewis (re.) vom IWF

TransferBONUS-Projekt von IWF und der Bogen Electronic GmbH. Nico Pohlmann, Geschäftsführer des Berliner Traditionsunterneh-

technologische Problem gelöst, sondern konnten unserem Partner

mens, hatte sich um eine Kooperation mit den Wissenschaftlern

Impulse für die Erschließung eines neuen Geschäftsfeldes geben,«

bemüht, weil er die Genauigkeit von magnetischen Maßstäben

so IWF-Projektleiter Jan Mewis.

reproduzierbar steigern wollte. Gemeinsam mit Prof. Eckart Uhlmann, Leiter des Fachgebiets Werkzeugmaschinen und Ferti-

Ihr Ansprechpartner

gungstechnik am IWF, berichtete Pohlmann rund 100 Vertretern

Dipl.-Ing. Jan Mewis

aus Wirtschaft, Wissenschaft und Medien von der sechsmo-

Telefon +49 30 314-23998

natigen Zusammenarbeit. »Am Ende hatten wir nicht nur das

mewis@iwf.tu-berlin.de

Verstärkung an der Spitze Leitungsteam des Fraunhofer IPK erweitert

Seit 1. April steht Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins als stellvertretender Institutsleiter an der Seite von Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann. Mit der Berufung von Prof. Mertins folgte der Vorstand der Fraunhofer-Gesellschaft einem Vorschlag von Prof. Uhlmann persönlich. Kenner des Fraunhofer IPK dürfte die Entscheidung wenig überraschen: Prof. Mertins ist bereits seit 30 Jahren in leitenden Positionen im Institut tätig und hat in dieser Zeit die

Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins

Strategie des Hauses entscheidend mitgeprägt. Mit seiner Entscheidung bringt der Fraunhofer-Vorstand in besonderer Weise

te seiner Arbeit liegen in den Bereichen Produktions- und Arbeits-

seine Anerkennung für die Verdienste von Prof. Mertins um das

organisation, Mitarbeiterqualifikation, Produktionsmanagement,

Institut zum Ausdruck. Prof. Uhlmann, Institutsleiter des Fraunho-

Fabrikplanung, Auftragssteuerung und Wissensmanagement. Er

fer IPK, gratulierte dem neuen Steuermann an seiner Seite: »Ich

ist Gründungsmitglied des Arbeitskreises Wissensbilanz (AKWB).

freue mich darauf, die vertrauensvolle Zusammenarbeit mit Prof.

Mertins künftig noch stärker in dem gemeinsamen Bestreben zu

Ihr Ansprechpartner

nutzen, die Spitzenposition des Instituts weiter auszubauen.«

Steffen Pospischil

Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins leitet seit 1988 das Geschäftsfeld

Telefon +49 30 39006-140

Unternehmens­management des Fraunhofer IPK. Die Schwerpunk-

steffen.pospischil@mf.tu-berlin.de

29

30

Ereignisse und Termine

Starke Mädchen und starke Maschinen Mädchen erobern am Girls‘ Day das PTZ

Scharf: Mit Wasser kann man Metalle schneiden (li.). Unkaputtbar: Mit der Rohrzange sind Bleche nicht kleinzukriegen (re.).

Mareike, Kim und Mia feilen, was das Zeug hält, schwingen den

am PTZ und hätte am liebsten gleich einen »Schülerjob« am Ins-

Hammer und machen auch vor der Rohrzange nicht Halt. Das Ziel

titut. In einem sind sie sich alle einig: Im nächsten Jahr wollen sie

der Mädchen: Fensterscheiben, Keramikplatten und Rohre kaputt

wieder beim Girls‘ Day dabei sein.

kriegen. Doch Vandalismus ist manchmal schwieriger als man denkt. Im Selbstversuch testeten am 14. April 2011 elf Berliner

Das Produktionstechnische Zentrum PTZ Berlin fördert mit seiner

Mädchen zwischen zehn und zwölf Jahren anlässlich des Girls‘

Teilnahme an Veranstaltungen wie dem Girls‘ Day, der Fraunhofer

Day, was für Kräfte Werkzeugmaschinen aufbringen und wie

Talent School und »Jugend forscht« seit vielen Jahren intensiv die

mit neuen Verfahren auch Hochleistungswerkstoffe bearbeitbar

naturwissenschaftlich-technische Jugendarbeit in Deutschland.

werden. Wo die Rohrzange versagt, nimmt ein Rohr dank Magne-

Dadurch will das PTZ dem Nachwuchsmangel in der Ingenieur-

tismus im Bruchteil einer Sekunde die gewünschte Form an. Wo

wissenschaft entgegenwirken und Berührungsängste gegenüber

Feilen stumpf werden, bearbeitet eine moderne Werkzeugmaschi-

Technik, insbesondere bei Mädchen abbauen.

ne Hochleistungskeramik, als wäre sie aus Butter. »Ich werde mal Wasserstrahlschneiderin«, erklärt die zehnjährige

Ihre Ansprechpartnerin

Mia am Girls‘ Day. »Da kann ich ganz verschiedene Sachen mit

Ina Roeder

einem Wasserstrahl aus Metall ausschneiden und dann verkaufen;

Telefon +49 30 39006-238

Kunst zum Beispiel.« Auch Mareike ist begeistert von der Technik

ina.roeder@ipk.fraunhofer.de

Kalt aber herzlich: Beim Entlacken mit Trockeneis (li.) werden die Mädchen zu Künstlerinnen.

FUTUR 2/2011

Gemeinsam gegen Kinderpornographie Familienministerin MdB Dr. Kristina Schröder und MdB Beatrix Philipp informierten sich im Fraunhofer IPK über digitale Methoden zur Fahndung nach pornografischen Darstellungen Minderjähriger.

In mehr als 3800 Fällen ermittelte das Bundeskriminalamt 2009 gegen den Besitz von pornografischen Darstellungen von Kindern. Bislang durchsuchen die Ermittler beschlagnahmte Festplatten von Hand – bei dem enormen Anstieg digitaler Medien eine kaum noch zu bewältigende Aufgabe. Mit dem Softwaretool »desCRY« (engl. descry, ausfindig machen) hat die Abteilung Sicherheitstechnik des Fraunhofer IPK eine Methode entwickelt, mit der digitale Medien per Mustererkennung automatisiert auf illegale Inhalte überprüft werden können. Die Bundesministerin für Familie, Senioren, Frauen und Jugend, MdB Dr. Kristina Schröder, und die Bundestagsabgeordnete MdB Beatrix Philipp besuchten am 9. Mai 2011 das Fraunhofer IPK, um über die Potenziale

Bundesfamilienministerin Dr. Kristina Schröder im Gespräch mit den

dieser neuen Technologie zu sprechen. Gemeinsam mit Vertretern

Fraunhofer-Experten

des Bundeskriminalamts sowie des Landeskriminalamts Berlin klärten sie mit Institutsleiter Prof. Eckart Uhlmann, Abteilungsleiter Dr. Bertram Nickolay sowie weiteren Fraunhofer-Experten die

Ihr Ansprechpartner

erforderlichen Voraussetzungen für den breitenwirksamen Einsatz

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

von »desCRY«. Auch der weitere FuE-Bedarf sowie Möglichkeiten

Telefon +49 30 39006-201

nationaler und internationaler Kooperationen wurden diskutiert.

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

Neuer Mann im Haus Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem

Das IWF hat ein neues Gesicht: Seit September 2010 leitet Prof.

Dr.-Ing. Roland Jochem das Fachgebiet Qualitätswissenschaften in der Nachfolge von Prof. Dr.-Ing. Joachim Herrmann. Der promovierte Maschinenbauer ist dem PTZ seit vielen Jahren eng verbunden. Nach seinem Studium an der TU Berlin und ersten Industrieerfahrungen zog es Professor Jochem in die Wissenschaft an das Fraunhofer IPK. Hier schrieb er seine Dissertation und stieg zum Abteilungsleiter Prozessmanagement auf, bevor er als Prozesskoordinator zur Bosch-Siemens-Hausgeräte GmbH wechselte.

An der Universität Kassel war er zuletzt als Universitätsprofessor

Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem auf dem Dach des PTZ

verantwortlich für das Fachgebiet Qualitätsmanagement. Qualität beinhaltet klare Zielvorstellungen – und die hat Professor Jochem auch für seinen Lehrstuhl. »Eine Vorlesung ist gut, wenn die

Ihr Ansprechpartner

Studenten alles verstanden haben und in der Übung anwenden

Steffen Pospischil

können. Ein FuE-Projekt ist es, wenn es dem Kunden in der Um-

Telefon +49 30 39006-140

setzung Return-on-Invest bringt«, erklärt er klipp und klar.

steffen.pospischil@ipk.fraunhofer.de

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Ereignisse und Termine

DIE PRODUKTENTWICKLUNG KLAR STRUKTURIEREN Zum Abschluss des Projektes ISYPROM lud das Projektkonsortium am 19. Mai 2011 zum »Innovationsforum Integrierte Systementwicklung« in das Automobil Forum Unter den Linden.

Die Komplexität von Produkten und Produktentwicklungsprozessen nimmt durch eine stark wachsende Zahl von Änderungen und Optimierungen im Produktlebenszyklus rapide zu. Ziel des Projektes ISYPROM (Modellbasierte Prozess- und Systemgestaltung für die Innovationsbeschleunigung) war daher, mittels der Modellierung von Geschäfts- und Produktentwicklungsprozessen die Klarheit und Nachvollziehbarkeit in der Produktentwicklung zu erhöhen. Prozessaufnahme, -visualisierung und zum Teil auch -simulation sind Stand der Technik. Schwierigkeiten bereitet dagegen die Verknüpfung von Geschäfts- und Produktentwicklungsprozessen: Da die zugehörigen Modelle weitgehend unabhängig voneinander existieren, müssen Änderungen in einem Modell manuell in andere Modelle übertragen werden. Das führt dazu, dass solche Modelle nicht »gelebt« werden und keine Akzeptanz in den produktiven Abteilungen finden. Vor diesem Hintergrund

Vortrag beim Innovationsforum Integrierte Systementwicklung

unterstützte ISYPROM die Virtualisierung der Produktentstehung durch eine stärker formalisierte, modellbasierte und damit

Ihr Ansprechpartner

rechnerinterpretierbare Beschreibung der Produkte. Im Ergebnis

Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark

kann nun das Management der Produktentstehungsprozesse

Telefon +49 30 39006-243

durch eine engere Verknüpfung mit den Unternehmens- und

rainer.stark@ipk.fraunhofer.de

Geschäftsprozessen verbessert werden.

www.isyprom.de

MRO in Moskau »Research in Germany – Green Production Technologies«

Im Rahmen der Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung präsentierte sich der Fraunhofer-Innovationscluster »Maintenance, Repair and Overhaul MRO« auf der russischen METALLOOBRABOTKA. Vom 28. Mai bis 1. Juni 2011 besuchten rund 30 000 Besucher die Fachausstellung »Maschinen und Werkzeuge in der metallverarbeitenden Industrie« auf dem Messegelände in der Moskauer Innenstadt. »Auf der internationalen Messe in

Futuristischer Schauplatz für Zukunftstechnologien – das Messegelände in der

Moskau hatten wir Gelegenheit, den Innovationscluster MRO als

Moskauer Innenstadt

Partner für Kompetenzträger und Kompetenzsuchende international noch stärker bekannt zu machen. Wir wollen zukünftig noch mehr Unternehmen und Forschungseinrichtungen für gemeinsame

Ihre Ansprechpartnerin

internationale Projekte gewinnen und die Zusammenarbeit im

Jeannette Behrendt

Bereich der Wartung und Instandhaltung verstärken,« resümiert

Telefon +49 30 39006-351

Jeannette Behrendt vom Fraunhofer IPK.

jeannette.behrendt@ipk.fraunhofer.de

FUTUR 2/2011

VIRTUELLE REKONSTRUKTION INTERNATIONAL Die Internationale Assoziation ehemaliger politischer Gefangener und Opfer des Kommunismus e.V. nutzte ihren Jahreskongress in Berlin, um sich über die virtuelle Rekonstruktion der zerrissenen Stasi-Akten zu informieren.

Projektleiter Jan Schneider erläutert den Teilnehmern der InterAsso-Delegation wie das »Stasi-Puzzle« funktioniert.

Das Fraunhofer IPK entwickelt seit Mitte der 1990er Jahre Techno-

Darüber hinaus könnte der Besuch dazu beitragen, die Rekonstruk-

logien zur automatisierten virtuellen Rekonstruktion zerrissener und

tionstechnologie in anderen europäischen Ländern zu etablieren.

geschredderter Dokumente. Die Arbeiten begannen, um zerrissene

»Die Vertreter der Opferverbände sind in ihren jeweiligen Ländern

Akten des DDR-Staatssicherheitsdienstes wieder lesbar zu machen.

sehr aktiv in der Aufarbeitung der Gewaltregime. Vertreter aus

Inzwischen erhält das Institut aus aller Welt Anfragen, die Aufarbei-

Albanien, Estland, Slowakei, Slowenien und Rumänien haben

tung von Gewaltregimen zu unterstützen.

Interesse geäußert, gemeinsam Projekte anzustoßen und uns mit verantwortlichen Stellen ins Gespräch zu bringen über die Möglich-

Am 15. Juni 2011 besuchte die Internationale Assoziation ehe-

keiten der Technologie für die Aufarbeitung«, berichtet Nickolay.

maliger politischer Gefangener und Opfer des Kommunismus e.V.

»Jetzt, da sich unser Pilotprojekt dem Abschluss nähert, ist ein

(InterAsso) im Rahmen ihres Jahreskongresses das Fraunhofer IPK,

guter Zeitpunkt, um solche Kontakte zu aktivieren«, resümmiert er.

um sich über den Stand der Entwicklung zu informieren. InterAsso führt die Landestätigkeit von Opferverbänden in 16 Mittel- und Osteuropäischen Staaten zusammen. Das Gremium ist ein wichtiger Gesprächspartner in Sachen Aufarbeitung für die EU. »Der Jahreskongress ist das höchste Organ der Organisation«, erklärt Dr.

Ihr Ansprechpartner

Bertram Nickolay, der Initiator des ›Stasi-Schnipsel-Projekts‹. »Es

Dr.-Ing. Bertram Nickolay

ist eine große Ehre, dass die Teilnehmer mit ihrem Besuch unsere

Telefon +49 30 39006-201

Arbeit würdigen.«

bertram.nickolay@ipk.fraunhofer.de

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Ereignisse und Termine

Viel mehr als Entertainment Die Sektion »Science meets Content« der Medienwoche@IFA bringt am 5. und 6. September 2011 Filmschaffende, Technologieanbieter und Wissenschaft zusammen. Das Ziel: ­Gemeinsam Lösungen für große Zukunftsfragen aller beteiligten Disziplinen finden – von »Schutz des geistigen Eigentums« bis »Nachwuchsmangel in den MINT-Fächern«.

Was motiviert Schulabgänger – vor allem junge

daten –, die Möglichkeiten des Missbrauchs und der Manipulation

Frauen – sich für ein Studium im Bereich Mathe-

von Inhalten sowie der Schutz der Privatsphäre in digitalen Welten.

matik, Informatik, Naturwissenschaft oder Technik (MINT) zu entscheiden? Die verblüffende

Was also liegt näher, als Wissenschaft und Medienwirtschaft ein

Antwort: Ihre Lieblingsfernsehserie kann einen solchen Studien­

Forum zu bieten, in dem sie in intensiven Dialog treten können?

wunsch wecken. Während Talentförderungsprogramme oder

Genau das ist das Ziel der neuen Sektion »Science meets Content«

Werbemaßnahmen der Hochschulen in der Regel nur Jugendliche

der Medienwoche@IFA. Das Medienboard Berlin-Brandenburg

erreichen, die sich bereits für naturwissenschaftlich-technische

prägt das Format in Kooperation mit der MINTiFF-Initiative der

Fächer interessieren, lösen positive Rollenvorbilder etwa in foren-

TU Berlin und dem Fraunhofer IPK. Die Sektion thematisiert unter

sisch geprägten TV-Filmen und Serien einen regelrechten Run auf

anderem »Fiktion und Wirklichkeit in deutschen Fictionformaten«

die entsprechenden Studiengänge aus. Würde dieser Effekt aktiv

und »Public Value fiktionaler Fernsehunterhaltung«. Im Abschnitt

genutzt, könnten fiktionale Medien einen wichtigen Beitrag zur

»Sichere Identität – eine Gratwanderung zwischen Know-how

Bewältigung des Fachkräftemangels in Deutschland leisten. Um-

und Datenschutz« skizzieren Fraunhofer-Forscher, Wissenschaft-

gekehrt eröffnet der Dialog mit naturwissenschaftlich-technischen

ler des Hasso-Plattner-Instituts und Cyberware-Experten mediale

Fachleuten Filmschaffenden eine große Bandbreite neuer Erzähl-

Zukunftsszenarien auf Grundlage der Weiterentwicklung der Infor-

möglichkeiten, interessanter Charaktere und Handlungsorte.

mations- und Kommunikationstechnologien und diskutieren damit verbundene ethische und gesellschaftspolitische Fragestellungen.

Lohnend ist der Austausch zwischen Wissenschaft und Medienwirtschaft jedoch nicht nur auf inhaltlichem Gebiet. Content-An-

Weitere Informationen:

www.medienwoche.de

bieter und Plattformbetreiber sehen sich mit zahlreichen Herausforderungen konfrontiert, für die Wissenschaft und Industrie

Ihre Ansprechpartnerin

bereits Lösungen erarbeiten. Dazu gehören technologische und

Prof. Dr. Marion Esch

juristische Möglichkeiten zum Schutz des geistigen Eigentums, der

Telefon +49 30 314-22016

Umgang mit Cyberkriminalität – etwa mit Angriffen auf Kunden-

marion.esch@tu-berlin.de

Das Medienboard Berlin-Brandenburg und das Fraunhofer IPK laden zur Podiumsdiskussion über »Sichere Identität – eine Gratwanderung zwischen Know-how und Datenschutz«.

Terminkalender

FUTUR 2/2011

Zur Wissenschaft gehört die Wissenschaftskommunikation. Unsere Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung präsentieren wir regelmäßig auf Messen, Tagungen und in Seminaren. Wo und wann Sie mit uns ins Gespräch kommen können, verrät Ihnen unser Terminkalender.

Termine Messen, Tagungen, Workshops

16. September 2011

Technologietag »Erfolgsfaktor Innovation«

29. – 30. September 2011

Seminar »Methoden der strategischen Vorausschau«

4. – 5. Oktober 2011

Seminar »Kennzahlen im Qualitätsmanagement«

6. – 7. Oktober 2011

Wissensbilanz-Intensivseminar für Moderatoren

20. – 21. Oktober 2011

Einsteigerkurs Geschäftsprozessmanagement

24. – 27. Oktober 2011

Produktionstechnisches Seminar

7. – 8. November 2011

Seminar »Kompetenzmanagement und interkulturelle Kommunikation«

18. November 2011

Workshop »PLUG-IN VR: Virtuelle Realität in Entwicklungsprozesse integrieren«

24. November 2011

VDI Arbeitskreis Biomedizinische Technik Berlin-Brandenburg

25. November 2011

Eröffnung Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik und 25 Jahre PTZ

28. November 2011

Seminar »Best Practice Manager«

2. Dezember 2011

Seminar »Requirements Engineering für ein besseres Innovationsmanagement«

Weitere Informationen zu den Veranstaltungen und Möglichkeiten zur Anmeldung finden Sie unter www.ipk.fraunhofer.de/weiterbildung

TIPP Technologietag Medizintechnik am 25. August 2011 –– Biokompatible Materialien, –– Funktionelle Implantate und Prothesen, –– Mikrosystemtechnische Instrumente und Geräte, –– Interventionelle Bildgebung und integrierte OP-Systeme.

Der Technologietag dient der Vernetzung mittelständischer Unternehmen der Medizintechnik. Führende Unternehmen und Forschungseinrichtungen präsentieren ihr Angebot aus Forschung und Entwicklung und stellen neue Lösungsansätze vor. Sie finden »Forschungskooperationen ausbauen« – unter diesem Motto

die Möglichkeit zum kollegialen Dialog und Raum für bilaterale

bietet der erste Technologietag Medizintechnik am Fraunhofer IPK

Gespräche mit den Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft.

Geschäftsführern und Entwicklungsleitern medizintechnischer Unternehmen kompakt und in hochkarätig besetzten Fachvorträgen Neues zu Trends und Entwicklungen aus den Bereichen

Informationen zum Programm und zur Anmeldung unter www.ipk.fraunhofer.de/weiterbildung

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Kurzprofil

Produktionstechnisches Zentrum (PTZ) Berlin Das Produktionstechnische Zentrum PTZ Berlin umfasst das Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb IWF der Technischen Univer­sität Berlin und das Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Kons­ truktionstechnik IPK. Im PTZ werden Methoden und Technologien für das Management, die Produktentwicklung, den Produktionsprozess und die Gestaltung industrieller Fabrikbetriebe erarbeitet. Zudem erschließen wir auf Grundlage unseres fundierten Know-hows neue Anwendungen in zukunftsträchtigen Gebieten wie der Sicherheits-, Verkehrs- und Medizin­ technik.

Besonderes Ziel des PTZ ist es, neben eigenen Beiträgen zur anwendungs­ orientierten Grundlagenforschung neue Technologien in enger Zusammenarbeit mit der Wirtschaft zu entwickeln. Das PTZ überführt die im Rahmen von Forschungsprojekten erzielten Basisinnova­ tionen gemeinsam mit Industriepartnern in funktionsfähige Anwendungen.

Wir unterstützen unsere Partner von der Produktidee über die Produktentwicklung und die Fertigung bis hin zur Wiederverwertung mit von uns entwickelten oder verbesserten Methoden und Verfahren.

Hierzu gehört auch die Konzipierung von Produktionsmitteln, deren Integration in

Ihre Ansprechpartner im PTZ Berlin Unternehmensmanagement Prof. Dr.-Ing. Kai Mertins Telefon +49 30 39006-233, -234 kai.mertins@ipk.fraunhofer.de Virtuelle Produktentstehung, Industrielle Informationstechnik Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark Telefon +49 30 39006-243 rainer.stark@ipk.fraunhofer.de Produktionssysteme, Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Telefon +49 30 39006-101 eckart.uhlmann@ipk.fraunhofer.de Füge- und Beschichtungstechnik (IPK) Prof. Dr.-Ing. Michael Rethmeier Telefon +49 30 8104-1550 michael.rethmeier@ipk.fraunhofer.de Füge- und Beschichtungstechnik (IWF) Prof. Dr.-Ing. Rainer Stark (komm.)

Telefon +49 30 314-25415 rainer.stark@tu-berlin.de Automatisierungstechnik, Industrielle Automatisierungstechnik Prof. Dr.-Ing. Jörg Krüger Telefon +49 30 39006-181 joerg.krueger@ipk.fraunhofer.de Montagetechnik und Fabrikbetrieb Prof. Dr.-Ing. Günther Seliger Telefon +49 30 314-22014 guenther.seliger@mf.tu-berlin.de Qualitätsmanagement, Qualitätswissenschaft Prof. Dr.-Ing. Roland Jochem Telefon +49 30 39006-118 roland.jochem@ipk.fraunhofer.de Medizintechnik Prof. Dr.-Ing. Erwin Keeve Telefon +49 30 39006-120 erwin.keeve@ipk.fraunhofer.de

komplexe Produktionsanlagen sowie die Innovation aller planenden und steuernden Prozesse im Unternehmen.

FraunhoferInnovationscluster Maintenance, Repair and Overhaul (MRO) in Energie und Verkehr Dipl.-Ing. Markus Röhner Telefon +49 30 39006-279 markus.roehner@ipk.fraunhofer.de Sichere Identität Dipl.-Phys. Thorsten Sy Telefon +49 30 39006-282 thorsten.sy@ipk.fraunhofer.de

Fraunhofer-Allianzen AdvanCer Hochleistungskeramik Tiago Borsoi Klein M.Sc. Telefon +49 30 39006-154 tiago.borsoi.klein@ipk.fraunhofer.de Reinigungstechnik Dipl.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de Verkehr Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Arbeitskreise Werkzeugbeschichtungen und Schneidstoffe Dipl.-Ing. Matthias Graf von der Schulenburg Telefon +49 30 314-21791 schulenburg@iwf.tu-berlin.de Keramikbearbeitung Dipl.-Ing. Vanja Mihotovic Telefon +49 30 314-23473 mihotovic@iwf.tu-berlin.de Trockeneisstrahlen Dipl.-Ing. Martin Bilz Telefon +49 30 39006-147 martin.bilz@ipk.fraunhofer.de Mikroproduktionstechnik Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 6392-5106 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de Berliner Runde (Werkzeugmaschinen) Dipl.-Ing. Bernd Duchstein Telefon +49 30 314-24456 duchstein@iwf.tu-berlin.de

Kompetenzzentren Anwendungszentrum Mikroproduktionstechnik (AMP) Dr.-Ing. Dirk Oberschmidt Telefon +49 30 6392-5106 dirk.oberschmidt@ipk.fraunhofer.de Benchmarking Dr.-Ing. Holger Kohl Telefon +49 30 39006-168 holger.kohl@ipk.fraunhofer.de Elektromobilität Dipl.-Ing. Werner Schönewolf Telefon +49 30 39006-145 werner.schoenewolf@ipk.fraunhofer.de

Mehr Können – Veranstaltungen 2011 Claudia Engel Telefon +49 30 39006-238 claudia.engel@ipk.fraunhofer.de Methods-Time Measurement Dipl.-Ing. Aleksandra Postawa Telefon +49 30 314-26866 postawa@mf.tu-berlin.de Modellierung technologischer und logistischer Prozesse in Forschung und Lehre Dipl.-Ing. Sylianos Chiotellis M.Sc. Telefon +49 30 314-23547 skernb@mf.tu-berlin.de PDM/PLM Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de Rapid Prototyping Dipl.-Ing. (FH) Kamilla Urban Telefon +49 30 39006-107 kamilla.urban@ipk.fraunhofer.de Simulation Dipl.-Ing. Pavel Gocev Telefon +49 30 39006-170 pavel.gocev@ipk.fraunhofer.de Self-Organising Production (SOPRO) Dipl.-Ing. Eckhard Hohwieler Telefon +49 30 39006-121 eckhard.hohwieler@ipk.fraunhofer.de Szenarien für die Produktentwicklung und Fabrikplanung Dipl.-Ing. Marco Eisenberg Telefon +49 30 314-25549 meisenberg@mf.tu-berlin.de Virtual Reality Solution Center (VRSC) Dr.-Ing. Johann Habakuk Israel Telefon +49 30 39006-109 johann.habakuk.israel@ipk.fraunhofer.de Wiederverwendung von Betriebsmitteln Dipl.-Ing. Timo Fleschutz Telefon +49 30 314-22404 tfleschutz@mf.tu-berlin.de Wissensmanagement Dr.-Ing. Dipl.-Psych. Ina Kohl Telefon +49 30 39006-264 ina.kohl@ipk.fraunhofer.de Zentrum für Innovative Produktentstehung (ZIP) Dr.-Ing. Haygazun Hayka Telefon +49 30 39006-221 haygazun.hayka@ipk.fraunhofer.de