Automatisierte Herstellung von Nanopartikeln: Kooperation des Fraunhofer-Instituts mit der FHWS

20.03.2017 | Archiv, Pressemeldung, Pressemeldung FM
Zwei Masterstudenten unterstützen die anwendungsorientierte Forschung mit der Integration eines Dual-Arm-Roboters

Zwei Studenten des Masterstudiengangs Produkt- und Systementwicklung an der Hochschule Würzburg-Schweinfurt, Steffen Treutlein und Andre Seifert, haben im Rahmen ihrer Projektarbeit zwei Semester am Translationszentrum Würzburg „Regenerative Therapien für Krebs- und Muskuloskelettale Erkrankungen, Institutsteil des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, unterstützt vom Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC, gearbeitet. Für beide Seiten sei die Kooperation eine Win-win-Situation, so der betreuende Professor Dr.-Ing. Reinhold Dürr: Die Hochschule könne anwendungsbezogene Fachkompetenz an einem komplexen materialwissenschaftlichen Prozess weiterentwickeln. Das Translationszentrum mit Diplom-Ingenieur Thomas Schwarz sowie Dr. Jan Hansmann (beide Kompetenzfeldleiter Process Engineering) begrüßt die Zusammenarbeit, da für den Aufbau die ingenieurwissenschaftliche Kompetenz der beiden Masterstudenten eine wertvolle Ergänzung ist.

Ziel der wissenschaftlichen Kooperation ist es, menschliches Gewebe (Tissue Engineering) anstelle von Tierversuchen einzusetzen für die Bereiche der Pharmazie, Kosmetik sowie im Klinikbereich. Getestet werden verschiedene Stoffe vor dem Einsatz bzw. der Zulassung hinsichtlich ihrer Qualität, Wirksamkeit und Unbedenklichkeit nach den sogenannten ADMET-Kriterien (Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, Toxicity – Aufnahme, Verteilung, Stoffwechsel, Ausscheidung, Giftigkeit). Im Nanopartikel-Prozess, den das Translationszentrum in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISC entwickelt, sollen Wirkstoffe eingebunden werden. Mit dem Einsatz eines Roboters lässt sich durch die hohe Präzision und Reproduzierbarkeit des automatisierten Ablaufs eine Standardisierbarkeit gewährleisten.

Die beiden Studenten wählten das interdisziplinäre Projekt und engagierten sich an zwei Tagen pro Woche über den Zeitraum eines Jahres. Zu ihren Aufgaben zählte es, den zweiarmigen Roboter selbstständig zu installieren sowie die institutsübergreifende Zusammenarbeit zu terminieren und zu koordinieren. Um den Laborprozess zu automatisieren, lernten die Studenten im Vorfeld die Anforderungen der chemischen Synthese kennen, um anschließend den weiteren Aufbau, die Automatisierung und Vernetzung der Aggregate, die Montage- und Sicherheitsaspekte zu konzipieren.

Entstanden ist eine Forschungsstation mit einer Bodenplatte, Arbeitstischen, Schiebetüren, einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) sowie einer sogenannten Vortex-Station zum Mischen von Flüssigkeiten und Stoffen. Die SPS koordiniert u.a. die Dosierstation mit einer Waage und vier Pumpen sowie die Verfahrbewegungen des Roboters und die Greiferfunktion. Geplant sei, so Dürr und Schwarz übereinstimmend, das Projekt im Rahmen der Kooperation fortzusetzen. Die Arbeitsergebnisse seien hervorragend und hätten die Masterstudenten über das praxisnahe „learning by doing“ optimal an die Arbeitswelt herangeführt. Steffen Treutlein und Andre Seifert bestätigten dies: Sie hätten ihre Methodenkenntnisse vertiefen und ihren fachlichen Horizont deutlich erweitern können, die institutsübergreifende Zusammenarbeit sei vorbildlich.

Zum Hintergrund des Masterstudiengangs Produkt- und Systementwicklung

Der von der Fakultät Maschinenbau konzipierte konsekutive Master-Studiengang Produkt- und Systementwicklung startete erstmalig im Sommersemester 2016 und ist interdisziplinär ausgerichtet auf Bachelor-Absolventen der Studiengänge Maschinenbau, Mechatronik und Kunststoff- und Elastomertechnik. Er umfasst drei Studiensemester einschließlich der Masterarbeit.

Inhaltlicher Schwerpunkt des Masterstudiengangs ist die ganzheitliche und durchgängige Betrachtung von Produkten und Systemen. Es werden vertiefte Kenntnisse über den gesamten Lebenszyklus von der Entwicklung über die Fertigung, die Nutzung bis zum Rückbau einschließlich des Recyclings, vermittelt. Hierbei wird u.a. die ganzheitliche Bilanzierung von Produkten und Systemen, die Simulation und die Produktvalidierung behandelt.

Das Ziel des Studiums besteht darin, vertiefte theoretische und anwendungsorientierte Kenntnisse in ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen, Methoden sowie technischen Produkten und Systemen zu vermitteln und zum eigenständigen wissenschaftlichen und projektorientierten Arbeiten auszubilden. Weiterhin erwerben die Studierenden praxisnahes nicht-technisches Fachwissen für Projektleitungs- und Führungsaufgaben und qualifizieren sich für Fach- und Führungspositionen.

Weitere Informationen unter Master_Produkt-_und_Systementwicklung sowie unter Translationszentrum Würzburg