Die additive Fertigung ist derzeit als Treiber einer Revolution in der Produktionstechnik eine viel diskutierte Möglichkeit, individualisierte und komplexe Bauteile kostengünstig herzustellen. Auf der anderen Seite existiert mit der Optischen Kohärenztomographie (OCT) eine Technik, die es ermöglicht, berührungslos die Geometrie von organischem Gewebe dreidimensional zu erfassen. Dabei wird Licht geringer Kohärenzlänge mit Hilfe eines Interferometers zur Entfernungsmessung streuender Materialien eingesetzt. Bisher existieren jedoch keine konkreten Ansätze, diese beiden sich ergänzenden Technologien zu einer durchgängigen Prozesskette zu verbinden.
Der im Juni 2015 gestartete Verbund „3D-PolySPRINT“ möchte genau dies erreichen: Ziel ist es, durch die Kombination von Optischer Kohärenztomografie und additiver Fertigung die Lieferzeiten von individuell angepassten In-Ear-Kopfhörern und -Hörgeräten zu verringern und gleichzeitig deren Funktionalität und Tragekomfort zu verbessern. Dies soll durch die Kombination innovativer Prozessschritte entlang der gesamten Produktentstehungskette, angefangen bei der Geometrieerfassung, über die Datenaufbereitung und die lokale Anpassung von Bauteileigenschaften bis hin zum individualisierten Produkt erfolgen.
Zur Umsetzung dieser Aufgabe arbeiten insgesamt acht Partner aus unterschiedlichen Branchen im Projektverbund „3D-PolySPRINT“ zusammen. Geführt wird das Projektkonsortium durch die Sennheiser electronic GmbH & Co KG, die als Technologieführer hochwertiger Audiotechnik die Auslegung von (auf die additiven Fertigungsverfahren optimierte) Schallwandler-Designs und die Charakterisierung der gefertigten Komponenten übernimmt.
Die Firmen KIND Hörgeräte GmbH & Co. KG und OptoMedical Technologies GmbH erarbeiten die Technologie für das berührungslose Erfassen der Gehörgangsgeometrie. Für die dort gewonnenen Daten werden durch die Firma Materialise GmbH Algorithmen realisiert, um fertigungsrelevante Dateiformate für den Multimaterialdruck zu erzeugen.
Die dafür benötigten Polymere werden durch die Firma Dreve ProDiMed GmbH entwickelt. Die Firmen LPKF Laser & Electronics AG, microTEC Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH und Dreve ProDiMed GmbH erforschen gemeinsam die notwendige Systemtechnik, die für die Produktion der individuell angepassten Hörpassstücke notwendig ist.
Wissenschaftliche Unterstützung erhält das Konsortium durch das Laser Zentrum Hannover e.V., das grundlegende Forschung im Bereich der OCT und der additiven Fertigung betreibt, und seine Erfahrungen und Technologien in das Konsortium einbringen wird.
Mit dem Projekt wollen alle Partner gemeinsam die Grundlage dafür legen, individualisierte Produkte nicht nur weiterhin am Standort Deutschland additiv zu fertigen, sondern durch die Entwicklung „hybrider Produkte“, bestehend aus der Dienstleistung Geometrieerfassung und dem individualisierten Produkt, neue Märkte zu erschließen.
Der Verbund „3D-PolySPRINT“ (Lichtbasierte Verarbeitung von heterogenen Polymerverbünden zur schnellen, additiven Fertigung von Funktionselementen für hörakustische Schallwandler) wird über einen Zeitraum von drei Jahren bis Ende Mai 2018 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Initiative „Photonische Prozessketten“ mit rund 1,9 Millionen Euro gefördert.
Projektpartner
- Sennheiser electronic GmbH & Co. KG, Wedemark
- KIND Hörgeräte GmbH & CO. KG, Großburgwedel
- OptoMedical Technologies GmbH, Lübeck
- Materialise GmbH, Gilching
- Dreve ProDiMed GmbH, Unna
- Becker & Hickl GmbH, Berlin (assoziiert)
- microTEC Gesellschaft für Mikrotechnologie mbH, Duisburg
- LPKF Laser & Electronics AG, Garbsen
- Laser Zentrum Hannover e.V., Hannover