Durch lange Studien-, Forschungs- und Praxistätigkeit sind eine Reihe von Kongressvorträgen, Berichten und Vorlesungen entstanden, die nunmehr zusammenfassend veröffentlicht werden. Es soll dem Nachwuchs und auch den Fachleuten ein Überblick gegeben werden über einige technische und wirtschaftliche Sondergebiete, die sonst nur aufwendig zusammenzutragen sind und bei mir immer wieder nachgefragt werden.
Meine Zitierungen und Benennungen in Fachliteratur und Schutzrechten sind sehr zahlreich geworden, was die Relevanz und Wichtigkeit der Themen aufzeigt.
Die vorliegenden Beiträge sind nur leicht überarbeitet wiedergegeben und im Satz vereinheitlicht, und sollen bewusst auch die historischen Bezüge verdeutlichen zur Abgrenzung zum Stand der Technik.
Inhaltsverzeichnis
1. Werkstoff-Technik - Schlüssel für Innovationen der Orthopädie- und Rehabilitationstechnik
1.1 Werkstofftechnik
1.2 Werkstoffeinsatz in der Orthopädiemechanik und Rehatechnik (Deutschland)
1.3 Metallische Hohlkugeln und Hohlkugelstrukturen
1.4 Anwendung von Textilien
2. Textilschweißen: Thermisches Fügen und Verbinden von Textilien für Orthopädie und Medizintechnik
2.1 Grundwissen der Thermofügetechnik
2.2 Systematik der Textilschweißverfahren
2.3 Indirekte Schweißtechniken für Textilien
2.4 Direkte Schweißtechniken: Ultraschall und Hochfrequenz
2.5 Thermokleben von Textilien
3. Hochfrequenzkleben von funktionell ausgerüsteten Bandagenmaterialien
3.1 Zielvorstellung
3.2 Einführung: Ausrüstungstrends
3.3 Hochfrequenzerwärmung zum Kleben
3.4 Methoden und Ergebnisse
3.5 Schlussfolgerung
4. Greifsysteme in Natur und Technik
4.1 Grundprobleme der Greiftechnik
4.2 Greifsysteme der Natur
4.3 Roboter – technische Greifsysteme
4.4 Bionische Greiferoptimierung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit gibt einen umfassenden Überblick über zentrale technische und wirtschaftliche Sondergebiete in der Orthopädie- und Rehabilitationstechnik. Ziel ist es, dem fachlichen Nachwuchs sowie Experten fundierte Einblicke in innovative Füge-, Werkstoff- und Greiftechnologien zu vermitteln und historische sowie technologische Abgrenzungen zum Stand der Technik aufzuzeigen.
- Werkstofftechnik als Innovationsmotor in der Orthopädie
- Methoden und Systematik moderner Textilschweißverfahren
- Hochfrequenzkleben bei funktionell ausgerüsteten Bandagenmaterialien
- Bionische Analyse und Optimierung technischer Greifsysteme
Auszug aus dem Buch
Methoden und Ergebnisse
In einer theoretischen Analyse der HF-Erwärmbarkeit und Klebbarkeit der Fügepartner Bandage, Klebeschicht und Abdeckungen wurden die physikalischen Bedingungen ermittelt, unter denen funktionelle Ausrüstungen die HF-Erwärmung und Verklebbarkeit behindern oder unterstützen. Dabei wurde auf die Theorie inhomogener Schichtendielektrika abgestellt und diese systemanalytisch und mathematisch modelliert. In praktischen Versuchen und REM-Analysen wurden Parameter zur Optimierung der Erwärmung und Verklebung orientierend ermittelt. In einer Literatur- und Patentrecherche wurden Ergänzungen zu den Eigenversuchen metaanalytisch zusammengefasst.
Insbesondere Ausrüstungen auf Basis Fluorcarbonen, Acrylaten, Silikonen, Silberionen und Metalloxiden bzw. Faserbeimischungen aus Metallfasern und Feuchte erschweren und verhindern teilweise die HF-Verklebung. Thermoelaste, thermoplastische Fluorverbindungen und Elastodien / Synthesekautschuk verbessern die Verbindung, wenn sie HF-schweißbar bzw. –verflüssigbar sind und eine hohe Adhäsion zu Textilien und Textilverbundstoffen aufweisen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Werkstoff-Technik - Schlüssel für Innovationen der Orthopädie- und Rehabilitationstechnik: Dieses Kapitel erläutert den Wandel der Materialeinsätze von klassischen Naturstoffen hin zu innovativen Werkstoffen wie Metallschäumen und modernen Fasern, die für künftige Anforderungen maßgeblich sind.
2. Textilschweißen: Thermisches Fügen und Verbinden von Textilien für Orthopädie und Medizintechnik: Der Fokus liegt auf der Systematik thermischer Fügetechnologien, wobei die Vor- und Nachteile gegenüber traditionellen Nähverfahren in Bezug auf Festigkeit und Prozesssicherheit analysiert werden.
3. Hochfrequenzkleben von funktionell ausgerüsteten Bandagenmaterialien: Hier wird untersucht, wie moderne, funktionelle Bandagenausrüstungen die Hochfrequenzklebetechnik beeinflussen und welche physikalischen Parameter für eine hochwertige Verbindung entscheidend sind.
4. Greifsysteme in Natur und Technik: Dieses Kapitel vergleicht biologische Greifmechanismen mit technischen Lösungen in der Roboter- und Prothetikentwicklung, um durch bionische Prinzipien die Funktionalität technischer Greifer zu optimieren.
Schlüsselwörter
Orthopädietechnik, Werkstofftechnik, Textilschweißen, Hochfrequenzkleben, Thermofügen, Bionik, Greifsysteme, Produktinnovation, Kunststoffverarbeitung, Bandagentechnik, Medizintechnik, Materialforschung, Fügetechnik, Faserverbundwerkstoffe, Prozessoptimierung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Publikation grundsätzlich?
Das Buch bietet einen Überblick über spezifische technische Disziplinen in der Orthopädie- und Rehabilitationstechnik, insbesondere in den Bereichen Werkstoffkunde, Textilfügetechniken und Greifsysteme.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die zentralen Felder sind die Materialentwicklung, moderne Schweiß- und Klebeverfahren für technische Textilien sowie die Anwendung bionischer Prinzipien bei der Konstruktion von Greifern.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Vermittlung technischer Zusammenhänge an Fachleute und Nachwuchskräfte, um ein tieferes Verständnis für die technologische Entwicklung und deren Herausforderungen zu schaffen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wird eine Kombination aus theoretischer Analyse, systemanalytischer Modellierung physikalischer Zustände, praktischen Versuchen und metaanalytischer Literaturrecherche genutzt.
Was steht im inhaltlichen Hauptteil im Fokus?
Im Hauptteil werden detailliert die Vor- und Nachteile von Fügeverfahren gegenüber dem Nähen, die physikalischen Grundlagen der HF-Erwärmung und die bionische Adaption natürlicher Greifprinzipien diskutiert.
Was charakterisiert die vorgestellten Technologien?
Die Technologien zeichnen sich durch das Bestreben nach höherer Effizienz, Prozesssicherheit und dem Potenzial aus, passive Materialien in aktive, nahezu biologisch agierende Systeme zu überführen.
Welchen Einfluss haben funktionelle Ausrüstungen auf das HF-Kleben?
Funktionelle Ausrüstungen, wie antibakterielle oder hydrophobe Behandlungen, können das HF-Kleben erschweren, weshalb hier eine genaue Abstimmung von Prozessparametern und Materialkombinationen erforderlich ist.
Warum spielt die Bionik bei Greifsystemen eine Rolle?
Die Natur bietet durch Millionen Jahre Evolution hochspezialisierte Greiflösungen, die als Vorbild für die Entwicklung flexibler und effizienter technischer Greifer in der Prothetik und Robotik dienen.
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- Reinhard Bäckmann (Author), 2020, Band 1 von Orthopädie und Rehatechnik. Werkstofftechnik, Textilschweißen, Hochfrequenzkleben und bionische Greifsysteme, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/540829
