Patrick Fischmann, M.Sc.

  • 76131 Karlsruhe
    Kaiserstraße 12

Patrick Fischmann, M.Sc.

Forschungs- und Arbeitsgebiete:

  • Additive Fertigung mittels Selektiven Laserschmelzens

Projekte:

Lebenslauf:

seit 02/2021

Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Produktionstechnik (wbk) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) 

11/2018-01/2021

Masterstudium Maschinenbau am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

09/2015-10/2018 

Bachelorstudium Maschinenbau am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

09/2010-06/2013

Ausbildung zum Zerspanungsmechaniker

 

Veröffentlichungen

[ 1 ] Gartner, P. & Fischmann, P. (2021), „Hybrid-Additive Prozesskette Für patientennahe Knieimplantate“.
Abstract
Individualisierte Implantate erweisen sich als die zukünftige Art, dem Patientenwohl in idealer Weise zu begegnen. Gleichzeitig muss eine wirtschaftliche Produktion gewährleistet sein, um die Kosten tragbar zu halten. Ziel des Projektes MeSATech ist es, diese Ambiguität zu vereinen, indem ein hybrides Fertigungsverfahren zur Produktion von Implantaten Einsatz findet. Hybrid-Additiv meint die Kombination eines konventionell in Serie gefertigten Grundkörpers mit einem additiven, individualisierten Aufbau. Hierdurch ist eine individualisierte Produktion bei reduzierten Kosten möglich. Am Beispiel des Knieimplantats werden die fertigungstechnische Machbarkeit, eine Kostenanalyse und die Übertragbarkeit auf andere Implantate untersucht, um das Potential der hybriden Bauweise in der Medizintechnik aufzuzeigen. Fertigungsseitig sind folgende Herausforderungen zu lösen: Aufgrund der verfahrensbedingten Einschränkungen der Laser-Powder-Bed-Fusion (LPBF) sowie der notwendigen Positionsgenauigkeit der einzelnen Körper zueinander, bedarf es bei der hybriden Fertigung eines innovativen Einspannkonzeptes. Zudem bilden sich aufgrund unterschiedlicher Temperaturgradienten verfahrensabhängig unterschiedliche Gefügearten in dem aus Ti6Al4V gefertigten Bauteil aus. Dem vorwiegend globularen Gefüge des konventionellen Grundkörpers steht ein lamellares Gefüge im additiven Aufbau gegenüber, das Gefüge der Zwischenschicht ist martensitisch. Da im LPBF-Verfahren eine spanende Nachbearbeitung nötig ist, wird nicht nur die Verbindung der einzelnen Gefüge sondern auch der Einfluss der Gefügearten auf die Zerspanung nach einer Wärmebehandlung untersucht. Die Bewertung erfolgt einerseits anhand der Prozesskosten und -zeiten in Abhängigkeit der Stückzahl. Es werden die konventionelle Fertigung, die rein additive und die hybride Prozesskette analysiert und vergleichend gegenübergestellt. Die eigentlichen Vorteile, die sich für die Patienten in Form von Passgenauigkeit und einhergehender Schmerzreduktion, verbesserter Osseointegration und kürzeren Rehazeiten ergeben, werden qualitativ zusätzlich betrachtet. Um die Übertragbarkeit auf andere Implantate und einhergehende Kosten und Zeiten vorherzusagen, wird ein KI-basiertes Technologieplanungstool aufgebaut, in das ein künstlich neuronales Netz zur Abschätzung der additiven Kosten integriert ist.