F R AU N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R P R O D U K T I O N S T E C H N I K U N D AU T O M AT I S I E R U N G I PA VIRTUAL ORTHOPEDIC LAB AUSGANGSSITUATION UNSERE KOMPETENZEN Die Entwicklung innovativer orthopädietechnischer Produkte ist ein Das Arbeitsgebiet der (computergestützten) Biomechanik unter zeitintensiver Prozess. Neue Produkte müssen vor ihrer Zulassung stützt biomedizinische Unternehmen in Forschung, Wissenschaft umfangreiche, sorgfältige und damit langwierige experimentelle und Anwendung. Ziel der Gruppe »Virtual Orthopedic Lab« ist die Belastungstests bestehen. Im Fall eines Misserfolgs verzögert sich Entwicklung einer Workflow-basierten Simulationsumgebung für die Entwicklung oft um Monate. Eine virtuelle Entwicklungsum die virtuelle Produktentwicklung und Forschung in der Orthopädie. gebung, ein sogenanntes »Virtual Orthopedic Lab«, kann realitätsnahe simulierte Tests an virtuellen Prototypen durchführen und In Kooperation mit dem Exzellenzcluster »Simulation Technology« ermöglicht dadurch die Beurteilung der mechanischen Festigkeit der Universität Stuttgart bildet das Fraunhofer IPA mit seiner und des Verhaltens eines Produktes bereits vor der experimen Infrastruktur und Vernetzung eine starke Basis, um die vielen tellen Erprobung eines physikalischen Prototyps. Gegenwärtige Facetten der interdisziplinären Forschung auf dem Gebiet der auf dem Markt befindliche, generische orthopädische Passteile Biomechanik abzudecken. Insbesondere im Bereich der virtuellen berücksichtigen keine benutzerindividuellen Besonderheiten und Entwicklung und Analyse von orthopädischen Anwendungen Bedürfnisse. (Exo- und Endoprothesen) werden die Kompetenzen so an einem einzigen Standort gebündelt. So bilden, zum Beispiel, die in ISO-Standards festgelegten Prüfverfahren zu Festigkeit und Ermüdungsverhalten orthopädischer Pass- Dental-Technologie teile die Anforderungen des durchschnittlichen Benutzers ab. Mit Hilfe von Computersimulationen können zusätzlich unterschied- Ein Schwerpunkt unserer Arbeit liegt auf biomechanischen An- liche Belastungsszenarios analysiert und damit Leistung und Festig- wendungen in der Zahnmedizin. Dazu zählt die Simulation von keit eines Produktes personenspezifisch ermittelt werden. Beißkräften sowie Belastungsanalysen zahntechnischer Produkte. IHR NUTZEN KONTAKT Wir beschäftigen uns mit der Simulation und Modellierung des Das »Virtual Orthopedic Lab« entwickelt einen simulationsge Fraunhofer-Institut für Kauapparates, insbesondere der Bewegungsanalyse von Kiefer- stützten Workflow für das Orthopädie-Engineering, das den oft Produktionstechnik und Automatisierung IPA bewegungen und der Berechnung von Beißkräften. Dadurch kön sehr langwierigen Produktentwicklungsprozess beschleunigt, Nobelstraße 12 | 70569 Stuttgart nen die nötigen Eingangsgrößen für weiterführende Anwendun- vereinfacht und transparenter gestaltet: www.ipa.fraunhofer.de –– Untersuchung biomechanischen Verhaltens von Konstruktions Institutsleitung gen in der Zahnimplantologie, OP-Planung, Zahntechnik, Nahrungsmittelindustrie usw. bestimmt werden. Um das Kauverhalten bei verschiedenen Nahrungsmitteln mechanisch zu simulieren und entwürfen (z. B. Prothese oder Implantat) durch Computer mechanische Tests von Zahnersatz und Zahnimplantaten durch- simulationen zuführen, steht am Fraunhofer IPA ein Kauroboter zur Verfügung. –– Analyse und Bewertung verschiedener Konstruktionsalter nativen und Beanspruchungsszenarien in kurzer Zeit Prothesenentwicklung und -test Prof. Dr.-Ing. Thomas Bauernhansl Nähere Informationen über unser Leistungsangebot sowie konkrete Beratung erhalten Sie von unserem Ansprechpartner. –– Frühzeitige Erkennung und Behebung potenzieller Probleme Abteilung Biomechatronische Systeme Durch simulierte Belastungstests an virtuellen Prototypen lässt sich die Produktentwicklung erheblich beschleunigen und effizienter Das Ergebnis ist ein flexibles Simulationswerkzeug, das folgende gestalten. Im Feld »Prothesenentwicklung und -test« erstellen wir Vorteile bietet: Ansprechpartner Prof. Oliver Röhrle, PhD Simulationsmodelle zur Vorhersage der Kräfte und Belastungen, die während des Gangs mit der Prothese auftreten. Es werden –– Einfache und intuitive Bedienbarkeit Telefon +49 711 970-3604 simulierte Belastungstests an virtuellen Prototypen durchgeführt, –– Plattformunabhängige Nutzung über einen Webbrowser [email protected] die die bisher üblichen, umfangreichen experimentellen Tests weit- –– Direkte Anbindung an andere Anwendungen (Motion Capture, gehend überflüssig machen und somit die Produktentwicklung erheblich beschleunigen und effizienter gestalten. Simulations-Software, CAD-/CAM-Systeme) durch Workflow –– Anpassung an individuelle Kundenwünsche –– Standardisierte virtuelle Tests, z. B. ISO 22675 Zusatz
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