Forschungsprojekt Microumformen
Im Rahmen einer Doktorarbeit erstellten wir Miniaturwerkzeuge für die Umformtechnik, die zu dem damaligen Zeitpunkt keiner bauen konnte. Bei der Fertigung der ersten Werkzeuge stellte sich sehr bald heraus, dass die üblichen Toleranzen im 100stel-Bereich noch zu grob waren und auch die üblichen Fertigungsmethoden versagten.
Aus der dabei gestellten Aufgabe entsprang die Teilnahme an einem Forschungsprojekt der Bayrischen Forschungsstiftung mit dem Titel Systemtechnik zur Herstellung von Microparts durch Kaltmassivumformen. Unsere Aufgabe bestand darin, eine geeignete Fertigungsmethode sowie die notwendige Messtechnik zu entwickeln.
Forschungsprojekt Werkzeugoberfläche
In der Kaltmassivumformung kommen vielfach Hartmetalle als Werkzeugwerkstoff zur Anwendung. Aufgrund der hohen Härte wird die Werkzeuggeometrie mittels eines Hartbearbeitungsverfahrens, im wesentlichen Erodieren oder Schleifen, erzeugt. Zur Verbesserung des Verschleiß- und Ermüdungsverhaltens wird die Werkzeugoberfläche abschließend durch Polieren feinbearbeitet.
Das Ziel des Projekts war, den Einfluss des Herstellungsprozesses auf das Einsatzverhalten von G55- und G45C-Hartmetallwerkzeugen zu untersuchen und Empfehlungen für eine standzeitoptimierte Fertigung von Umformwerkzeugen abzuleiten. Im Rahmen des Vorhabens wurden die Eigenschaften von erodierten bzw. geschliffenen und anschließend polierten Oberflächen messtechnisch erfasst sowie deren Einfluss auf das Werkzeugeinsatzverhalten mit Hilfe von Modellversuchen sowie in der industriellen Serienfertigung ermittelt.
In Standzeitversuchen wurden durch topografische Analysen adhäsiver und abrasiver Verschleiß im Umformbereich der Hartmetallwerkzeuge nachgewiesen. Ein Einfluss auf das Verschleißverhalten zwischen Schleifen und Erodieren konnte bei entsprechender Polierbearbeitung nicht festgestellt werden. Die Ermüdungsversuche ergaben, dass die Prozesskette „Schleifen - Polieren“ deutlich höhere Wechselfestigkeiten gegenüber der Prozesskette „Erodieren - Polieren“ erreicht.
Die Versuche ergaben zudem, dass die härtere Hartmetallsorte G45C bei gleicher Bearbeitung eine höhere Biegewechselfestigkeit gegenüber G55 erreicht. Die ermittelten Zusammenhänge zwischen Werkzeugherstellung, Oberflächeneigenschaften und Werkzeugeinsatzverhalten ermöglichen dem Werkzeughersteller und -anwender, von der messtechnisch erfassten Oberflächenbeschaffenheit des Werkzeugs Aussagen über das Einsatzverhalten im Umformprozess zu treffen und so über die Standzeiterhöhung die Herstellkosten zu senken.
Forschungsprojekt Selton
Das Ziel des Verbundprojektes waren Tests und die Validierung eines neuen Verfahrens zur berührungslosen Messung des Augeninnendrucks mittels Schwingungsanregung. Die Verbundpartner wollten in diesem Vorhaben die Voraussetzungen für die Entwicklung eines berührungslosen (nicht-invasiven) Messsystems schaffen, das den Augeninnendruck mittels akustischer Anregung des Augapfels bestimmt und zur Selbstmessung geeignet ist. Der Fokus lag dabei auf der Systemanregung, der Signalverarbeitung und einer modellgestützten Auswertung, um die gemessenen Schwingungseigenschaften zuverlässig in Augeninnendruck-Werte umzurechnen.
Hintergrund des Vorhabens
Das Glaukom ist eine der häufigsten schwerwiegenden Augenerkrankungen. Es führt bei etwa 1% der Bevölkerung langfristig zu einer nicht heilbaren Sehstörung mit Gesichtsfeldausfällen. Das Glaukom ist weltweit (in Industriestaaten ebenso wie in Entwicklungsländern) die zweithäufigste Ursache irreversibler Erblindung und deshalb von hoher sozioökonomischer Bedeutung. Ein erhöhter Augeninnendruck (intraokularer Druck, IOP) ist einer der wichtigsten Risikofaktoren und wird mit Medikamenten auf Normalniveau gesenkt. Aus diesem Grund ist die Augeninnendruckmessung für die Diagnose und Therapiekontrolle dieser Krankheit von zentraler Bedeutung. Sie zählt zu den Standarduntersuchungen in der augenärztlichen Praxis und wird als wesentlicher Teil des Screening für Personen ab dem 40. Lebensjahr in regelmäßigen Abständen empfohlen.
Aufgrund potentieller Risiken bei der Anwendung außerhalb der Augenarztpraxen und der im Heimbereich nicht unproblematischen Lokalanästhesie sind fast alle erhältlichen Tonometer nicht zur Selbsttonometrie geeignet. Die Nachteile der in der Praxis etablierten Tonometer sowie die entscheidende Rolle des Augeninnendrucks in der Glaukom-Frühdiagnose und Therapie fordern die Entwicklung neuer Messverfahren bzw. die Verbesserung bereits bestehender Ansätze.