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Additive Fertigung: Medizin-Roboter aus dem 3D-Drucker

Fortsetzung des Artikels von Teil 2.

Eigenes hydrausisches Antriebssystem entwickelt

Kolben des hydraulischen Antriebs Bildquelle: © Marius Siegfarth

3D-gedruckte Kolben des hydraulischen Antriebs

Am Institut ‚national des sciences appliquées de Strasbourg‘ (INSA), wo das Forschungsprojekt koordiniert wird, druckt der PolyJet bereits die ersten Prototypen. Diese verfügen über Hebelarme, die über Gelenke verbunden sind. Mit ihnen lässt sich eine Nadel um den Einstichpunkt in alle Raumrichtungen rotieren. Für den Antrieb sorgt ein eigens entwickeltes hydraulisches System: Winzige Rohre mit Durchmessern von gerade mal 4 mm, Dichtungen und Kolben. Das Besondere daran: Die Kolben konnten durch die 3D-Fertigungstechnik so gestaltet werden, dass der Hydraulikdruck auf die Dichtung wirkt und deren Wirkung verstärkt.

Erste Tests zeigen, dass der Hydraulik-Antrieb aus dem 3D-Drucker funktioniert. In den nächsten Monaten werden weitere Komponenten in den Prototyp integriert: die intelligente Nadel mit Kraftsensor etwa, eine Entwicklung der ‚École polytechnique fédérale de Lausanne‘ (EPFL). Den Vorschubmechanismus für die Nadel haben INSA-Forscher erarbeitet. Dazu kommt die „haptische Rückkoppelung“. Sie verwandelt die Messergebnisse des Kraftsensors in Widerstände, die der Arzt spürt, wenn er die Nadel durch weicheres oder härteres Gewebe führt. Erarbeitet wurde diese Rückkoppelung von Forschern der Hochschule Furtwangen. Und an der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW entstehen derzeit druckbare, nichtmagnetisierbare Metallkomponenten für die nächste Generation von Prototypen.

Der erste vollständig gedruckte Medizinroboter soll noch 2019 an Dummys getestet werden. Mit einem Gesamtbudget von 1,67 Mio. Euro wird ‚SPIRITS‘ vom Programm ‚INTERREG V Oberrhein‘ mit 436.201 Euro des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert. Im Rahmen der Initiative ‚Offensive Sciences‘, die grenzüberschreitende Spitzenforschungsprojekte finanziert, wird das Projekt zusätzlich von regionalen und kantonalen Partnern unterstützt. So wird das Projekt von der Großregion Ost, dem Land Baden-Württemberg, dem Land Rheinland-Pfalz, der Schweizerische Eidgenossenschaft, dem Kanton Aargau, dem Kanton Basel-Stadt und dem Kanton Basel-Landschaft mitfinanziert.