■ [ FOKUS FORSCHUNG ] Fused Layer Modeling für Metall (Bild: Rainer Bez, Fraunhofer IPA) Diese Qualifikationsmuster aus Edelstahl wurden mit dem Fused Layer Modeling (FLM) hergestellt 3D-Druck | Welche Grenzen dem Fused Layer Modeling (FLM) mit Metall gesetzt sind, haben Forscher vom Zentrum für Additive Produktion am Fraunhofer IPA untersucht. Wenn es darum geht, Metallbauteile herzustellen, kommen viele Verfahren in Frage. Zwei von ihnen haben Forscher am Zentrum für Additive Produktion des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung IPA miteinander verglichen: das Metal Injection Moulding (MIM) und das Fused Layer Modeling (FLM). Das MIM-Verfahren wird vor allem in der Automobilindustrie und bei Medizintechnik-Herstellern eingesetzt und ist wegen der dafür benötigten Anlagen und Werkzeugformen für die Großserienproduktion ausgelegt. Ob der 3D-Druck via FLM, das bisher vor allem für den 3D-Druck mit Kunststoffen verwendet wurde, auch für Kleinserien und Einzelstücke aus Metall eine Alternative ist, wollten Mark Becker vom IPA und sein Projektpartner Michael Lattner, Geschäftsführer der ML3D GmbH aus Hattenhofen bei Göppingen, testen. Dabei zeigte sich, dass für mit FLM produzierte Bauteile unabhängig vom Werkstoff – Kunststoff oder Metall – die gleichen Grenzen bei Größe und Komplexität gesetzt sind. Auch mit den Resultaten aus dem MIM-Verfahren sind die Ergebnisse vergleichbar. Bei der Dichte nach dem Sintern kommt das FLM etwas schlechter weg als das MIM-Verfahren. Belastete Bauteile sollten daher vor dem Einsatz spezifisch geprüft und die Druckstrategie an den Belastungsfall angepasst werden. Auch die Zugfestigkeit besonders in der Z-Richtung, was der Schichtaufbaurichtung beim FLM entspricht, fällt deutlich geringer aus als bei Bauteilen, die mit dem MIM-Verfahren gefertigt wurden. „Für große Stückzahlen erzielt der MIM-Prozess verhältnismäßig niedrige Stückkosten, bei kleineren Losgrößen ist der FLM- Prozess vorteilhafter“, fasst Becker zusammen. „Im Vergleich mit anderen additiven Fertigungsverfahren wie etwa dem selektiven Laserschmelzen ist FLM aufgrund der geringen Material- und Anlagenkosten eines der wirtschaftlichsten.“ Gesundheits-Apps müssen objektiv sein Künstliche Intelligenz | Wie objektiv sind Entwickler, die an Gesundheits-Apps arbeiten? Das soll in einem Hochschulprojekt untersucht werden. Eine App soll anhand von Symptomen erkennen können, welche gesundheitlichen Probleme der Patient hat. Die statistische Basis dafür ist allerdings anfällig für Vorurteile Wie wird bei der Entwicklung und Nutzung von Gesundheits-Apps, die auf Künstlicher Intelligenz basieren, Objektivität erreicht, und zwar technisch und sozial? Welche Vorentscheidungen treffen Informatiker, aufgrund derer sie dann die Algorithmen programmieren? Und wie interpretieren Nutzer die Resultate? Diesen Fragen wird Prof. Dr. Silja Samerski von der Hochschule Emden/Leer in Kooperation mit Prof. Dr. Corinna Bath von der Technischen Universität (TU) Braunschweig in den kommenden drei Jahren nachgehen. Beide wollen erforschen, was Objektivität in diesem Zusammenhang bedeutet und wie sie hergestellt wird. „Für das Funktionieren der Apps sind statistische Klassifikationen grundlegend, und Klassifikationen sind anfällig für Vorurteile und immer auch ein stückweit politisch“, sagt Samerski. Sie lehrt seit drei Jahren am Fachbereich Soziale Arbeit und Gesundheit der Hochschule. Einer ihrer Schwerpunkte ist die Erforschung der sozialen und kulturellen Auswirkungen neuer Gesundheitstechnologien. In ihrem aktuellen Projekt wird sich Samerski auf die Frage konzentrieren, wie Menschen Apps nutzen und verstehen, die anhand von Krankheitssymptomen Diagnosevorschläge berechnen. Prof. Bath wird sich als Informatikerin und Forscherin im Bereich der feministischen Science and Technology Studies mit den Entwicklern der Apps auseinandersetzen und eine ethnographische Studie erstellen. Ein Beispiel dafür, dass Apps anfällig für Vorurteile sein können, sind bestimmte Gesundheits-Apps aus den USA, die von weißen Nutzern ausgehen, andere Bevölkerungsgruppen außen vor lassen und so diskriminieren. Das Projekt soll so genannte Verzerrungen sichtbar machen und das Ideal der wertneutralen und objektiven Maschine in Frage stellen. Die Ergebnisse der Studie seien auch für Krankenkassen interessant und hilfreich, erklärt Samerski. (Bild: peterschreiber.media/stock.adobe.com) 64 medizin&technik 02/2021
E-Zigarette: Tests für Einsatz als Inhalator Potenzial für medizinische Zwecke | Weil E-Zigaretten in großen Stückzahlen hergestellt werden, sind die Geräte günstig. Forscher untersuchen nun, ob sich die Technik für die Medizin nutzen lässt. E-Zigaretten sind im Prinzip nichts anderes als Inhalatoren: Durch das Verdampfen von Flüssigkeiten lassen sie atembare Aerosole entstehen. Wie sich das für medizinische Zwecke nutzen lassen könnte, prüfen Forscher der Fachhochschule Südwestfalen und der University of Canterbury aus Christchurch in Neuseeland. „Interessant ist die Technologie der thermischen Aerosolgewinnung vor allem, weil die Geräte durch Massenproduktion günstig sind und die Dosierung gut kontrollierbar ist“, erklärt Prof. Dr. Patrick Scheunemann. Der Maschinenbauprofessor aus Meschede untersucht die Aerosolbildung in den Geräten. Im Labor be obachtet Scheunemann mit einer Hochgeschwindigkeitska - mera die Stoffübertragung, Wärmeverteilung und Strömung in Inhalatoren. Die Erkenntnisse überträgt er in strömungsmecha - nische Simulationsmodelle. Seine Kollegen in Neuseeland er - Wenn kalte Luft auf verdampfte Trägergemische trifft, bilden sich Aerosole. Die Größe der Tröpfchen lässt sich beeinflussen forschen den anschließenden Eintrag der Aerosole in die menschlichen Atem wege. „Je kleiner die im Inhalator gebildeten Tröpfchen, desto tiefer können sie grundsätzlich in die Lunge eindringen“, verdeutlicht Scheunemann. So lässt sich über die Tröpfchengröße regulieren, ob Wirkstoffe im Mund, Rachen oder in den Bronchien abgesetzt werden. Hier hätten thermische Inhalatoren Vorteile gegenüber mechanischen Sprays – sofern die Wirkstoffe robust genug sind, um den Schritt der Verdampfung zu überstehen. „Unsere Forschungen drehen sich um die Frage, wie man bestimmte Tröpfchengrößen erreicht, die in den Atemwegen zu sinnvollen Stellen transportiert werden“, so Scheunemann. Über Mikrocontroller sei bei elektrischen Inhalatoren zudem die Dosierung kontrollier- und steuerbar. So ließen sich Fehldosierungen oder Unfälle beispielsweise mit Kindern vermeiden. (Bild:Fachhochschule Südwestfalen ) Zeit vorbei für Hacker, Cracker und Piraten Im Zeitalter softwaregetriebener Produkte sorgt CodeMeter für Know-how-Schutz vor Reverse Engineering Vorteile neuer Geschäftsmodelle für Anbieter und Anwender Security by Design für Software- und Geräte-Hersteller CodeMeter Schützen Sie Ihre 02/2021 medizin&tec +49 721 931720 hn i k 65 Produkte jetzt sales@wibu.com s.wibu.com/sdk www.wibu.com
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