Patientenliegen für den Einsatz in der Computertomographie sind Leichtbauteile mit höchsten Anforderungen an deren Materialqualität. Da sie gleichzeitig leicht und extrem stabil sein müssen, werden sie überwiegend aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt. Nach aktuellem Stand der Technik werden derartige Patientenliegen im Resin Transfer Molding (RTM) Prozess produziert. Der konventionelle Prozess führt zu unvermeidbaren, mikroskopisch kleinen Lufteinschlüssen im Faserverbundmaterial der Liegen, die vermieden werden sollen.
Abbildung 1: Entstehung von Poren während der Tränkung von Faserverbundwerkstoffen
Mit fortschreitender Entwicklung von Computertomographen wird deren verbesserte Auflösung zukünftig dazu führen, dass selbst kleinste Lufteinschlüsse in der Diagnose als störend wahrgenommen werden und Artefakte in den Ergebnissen erzeugen. Ziel des Kooperationsprojektes „SenPro“ ist es, sämtliche Lufteinschlüsse während der Herstellung zu vermeiden, indem das Fließverhalten des Harzes angepasst wird. In Zusammenarbeit des Fachgebietes Kunststofftechnik der TU Ilmenau und der Schmuhl Faserverbundtechnik GmbH & Co. KG wird eine Sensorik entwickelt, die Fließvorgänge des Harzes in RTM-Formwerkzeugen überwacht und die Informationen an die Anlagentechnik sendet.
Abbildung 2: Übergabe von Sensorsignalen zur Regelung der RTM-Injektionsanlage
Aktuelle Untersuchungen zu mikromechanischen Ursachen von Lufteinschlüssen werden genutzt, um Prozessparameter automatisiert so einzustellen, das entweder die Entstehung dieser Einschlüsse verhindert oder die Form unvermeidbarer Poren für die Bildauswertung unproblematisch gestaltet wird. Zusätzliche Filtersysteme werden für den Einsatz im Harzinjektionsverfahren angepasst, so dass auch Verunreinigungen durch Fremdpartikel ausgeschlossen werden können. So entstehen im Thüringer Unternehmen qualitativ hervorragende Patientenliegen bei gleichzeitiger Minimierung der Nachbearbeitungsquote.
Das durch das Bundeswirtschaftsministerium geförderte ZIM-Projekt startete am 1. Januar 2020 und wird eine Laufzeit von zwei Jahren haben.
