HFU Master research projects
Injury to the anterior and posterior cruciate ligaments is not an uncommon occurrence. A rapid movement can already cause such an injury. Reconstruction of the anterior and posterior cruciate ligaments (ACL/PCL) in the knee joint is a complex orthopedic challenge. In this context, the development of a graft preparation system is gaining importance. Such a system will help surgeons prepare grafts accurately and efficiently to optimize reconstruction processes. This can increase the accuracy of graft placement, reduce surgical times, and decrease recovery time and postoperative risk for patients.
This paper focuses on the development of a graft preparation system for ACL/PCL reconstruction in collaboration with Getsch+Hiller Medizintechnik. The challenges and requirements in developing such a system were analyzed to ensure functionality and effectiveness. Existing approaches and technologies were examined to identify potential improvements and innovations. Development included extensive research on ACL/PCL reconstruction using grafts, including various surgical techniques. A detailed analysis of the graft preparation process was performed to identify critical issues. The design of the graft preparation system is based on research data and is performed using CAD. The needs of the target group, customer requirements and findings from research were considered.
Konzeptentwicklung einer autonomen Be- und Entlade-Lösung für Ladungsträger von Standardanlagen
(2023)
Die Firma EGS Automation hat unteranderem mehrere Standardanlagen zur Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen mit verschiedenen Ladungsträgern im Portfolio. Diese Standardmodelle automatisieren ganze Fertigungen von Produktionsanlagen und können dank ihres Aufbaus die einzelnen Prozesse entkoppeln. Bisher werden die Anlagen manuell von einer Person mittels Transportmittel be-und entladen. Für diese Anlagen ist zukünftig ein autonomes Be- und Entladen vorgesehen, um auch mehrere dieser Anlagen untereinander bzw. miteinander zu vernetzen und zu automatisieren
Das Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit ist die Konstruktion einer Vorrichtung zur Aufnahme unterschiedlicher Drehmomentmessflansche. Diese soll es dem Mitarbeiter erleichtern, die Messflansche ohne Behinderung von laufenden Versuchen zu kalibrieren. Somit wird die Verfügbarkeit der Motoren gesteigert. Zur Umsetzung wurden vier Konzepte entwickelt und bewertet. Das Konzept mit der höchsten Punktzahl wurde weiter ausgearbeitet. Das Projekt wurde erfolgreich mit Bauteil- und Baugruppenzeichnungen abgeschlossen.
Thermal spraying is one of the most important and most efficient methods for coating surfaces. The company "Hugo Kern und Liebers" uses atmospheric plasma spraying for various coating processes such as the metallic coating of functional surfaces to optimize electrical conductivity. In order to gain further experience in the field of thermal spraying and to get a better overview, the processes of thermal spraying were compared in this project. Therefore, in addition to the information on atmospheric plasma spraying, the properties of other processes were collected through research. An Excel table of the process properties provides a good overview and helps with comparisons. The aim of this research work was the differentiation of the processes from each other, to identify advantages and disadvantages and to define areas of application.
Das stoffliche Recycling von Handwerkzeugen stellt eine Herausforderung dar. Hierzu ist eine Trennung der Werkstoffverbunde in ihre Einzelkomponenten erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeit werden unterschiedliche mechanische, thermische und chemische Verfahren zusammengefasst, mit welchen dieses Ziel erreicht werden kann. Um den Produktionsprozess der Handwerkzeuge noch ressourcenschonender zu gestalten und die Verwendung von rohölbasierten Kunststoffen zu reduzieren, werden im zweiten Teil der Arbeit Biokunststoffalternativen identifiziert und hinsichtlich ihrer Eignung für die Produktion von Handwerkzeugen untersucht.
In the course of researching a bellows to encapsulation the mechanical unit of a moving active implant, two photopolymer resins were calibrated for further investigation as part of this research. This has been done using a masked stereolithography (MSLA) printer, cleaning steps followed by curing. The resins were one biocompatible and the other with special flexibility. The evaluation of the printing was carried out using a validation matrix for SLA printing processes. The time required for the process steps had been observed as well. Both resins were calibrated with respect to their exposure time and the process chain was evaluated. The results are meaningful, but additional factors had been identified that need to be considered too.
Da die Anforderungen an ein in der Autotür verbautes Türschloss aufgrund Unfallverhütung stetig steigen, muss auch der Schließbügel an der Karosseriesäule weiterentwickelt werden. Die Konstruktion und Entwicklung ist bisher sehr
kosten- und zeitintensiv. Daher soll parallel zur momentanen Abzugsprüfung durch den Zugversuch, die Simulation dieser Prüfung aufgebaut werden. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird aufgezeigt, auf welche äußeren Einflussfaktoren besonderen Wert gelegt werden muss und wie detailliert die Simulation aufgebaut sein muss um ein gutes Ergebnis zu bekommen.
For thin zinc sheets for construction purposes different welding techniques like tungsten inert gas (TIG), plasma arc (PAW) or micro-friction stir (μFSW) welding can be used. However, low ultimate tensile strength (UTS) often leads
to cracking in the weld even at low loads. The characteristics of laser welding make it particularly suitable for joining thin sheets and low-melting materials. Nevertheless, little is known about the weldability of thin zinc sheets by laser welding and the effects of the basic process parameters of laser power and travel speed on the welding process and the UTS of the weld. In this study,
thin zinc sheets were welded at different laser powers and travel speeds. Tensile testing of the welded joint showed, that the UTS and elongation at break increase with the energy input per unit length, but the welding process became gradually unstable and the susceptibility for welding defects increased. This leaves only a few laser powers and travel speeds that produce good welds with respect to UTS and elongation at break. Under these conditions laser welding is an alternative processing technique to
TIG, PAW and μFSW, but needs further investigation to
improve its stability. To implement laser welding in highly
automated production processes further research is required on laser welding of rolled zinc alloys.
Dieses Forschungsprojekt, welches auf einer vorausgegangenen Bachelor-Thesis basiert, beschäftigt sich mit der Erstellung eines Planspiels. Mithilfe des Planspiels soll den Studierenden der Vorgang einer Wertstromaufnahme und Wertstromanalyse nähergebracht und das Vorgehen anhand einer nachgebauten Produktionshalle der fiktiven Firma „Tools AG“ vermittelt werden. Die Aufgaben des Planspiels entsprechen dem realen Vorgehen einer Wertstromarbeit. Es werden im Rahmen dieser Arbeit die Figuren der Produktions-Prozesse, die Aufgabenstellung des Planspiels wie auch die zu lösenden Probleme des Wertstroms vorgestellt.