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Die Zukunft der Kopfsicherheit nach Kraniektomie

  • Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Zukunft der Kopfsicherheit nach Kraniektomie und vergleicht 3D-gedruckte Kopfschutzhelme mit konventionell hergestellten. Ziel war es, die strukturelle Leistung und den Schutz beider Helmtypen zu bewerten, wobei insbesondere die Eignung von 3D-gedruckten Helmen untersucht wurde. Durch dynamische mechanische Tests wurden die maximale Belastbarkeit undDiese Bachelorarbeit befasst sich mit der Zukunft der Kopfsicherheit nach Kraniektomie und vergleicht 3D-gedruckte Kopfschutzhelme mit konventionell hergestellten. Ziel war es, die strukturelle Leistung und den Schutz beider Helmtypen zu bewerten, wobei insbesondere die Eignung von 3D-gedruckten Helmen untersucht wurde. Durch dynamische mechanische Tests wurden die maximale Belastbarkeit und Energieabsorption, Dehnungen oder auch Vergleichssteifigkeiten der Kopfschutzhelme ermittelt. Materialien wie „ST80“ und „PC-Carbon“ zeigten eine höhere Belastbarkeit und Energieaufnahme im Vergleich zu herkömmlichen Helmen. Der „ST80“-Helm erreichte eine maximale Kraft von 1,42 𝑘𝑁 bei einem Stempelweg von 22 𝑚𝑚, der „PC-Carbon“-Helm 1,41 𝑘𝑁 bei 23,5 𝑚𝑚. Die Analyse des ersten Peaks der Kraft-Weg-Kurven zeigte einen linearen Anstieg, der auf das elastische Verhalten der Materialien hinweist. Diese Kurven wurden verwendet, um die Vergleichssteifigkeit zu berechnen. Das „Funktionsresin“ zeigte eine hohe Steifigkeit, versagte jedoch abrupt nach dem ersten Peak, was seine Eignung als Helmmaterial in Frage stellt. Im Gegensatz dazu zeigten gegossene Materialien sowie „ST80“ und „PC-Carbon“ ein besseres Verhalten und brachen nach dem Versagen kontrollierter. Die Ergebnisse der Vergleichsdehung legen nahe, dass die Kopfschutzhelme zunächst in der Lage sind, die einwirkenden Kräfte abzuwehren. Erst nach einem bestimmten Zeitraum, welcher zwischen 12,5 und 25 𝑚𝑠 liegt, erreichen sie ihr Maximum. Ein wichtiger Vorteil der 3D-Drucktechnologie ist die Reduzierung der Arbeitszeit. Das Modellieren des Kopfschutzhelms im additiven Verfahren spart Zeit und Ressourcen, da keine Anprobe erforderlich ist und der Helm passgenau gefertigt werden kann. Für zukünftige Forschungen ist die Optimierung der inneren Struktur der Helme von Bedeutung. Die Integration von Triply Periodic Minimal Surfaces-Strukturen könnte die Schutzwirkung und den Tragekomfort weiter verbessern, indem sie eine effiziente Energieabsorption und eine gleichmäßige Verteilung der Belastung ermöglichen. Abschließend lässt sich festhalten, dass 3D-gedruckte Helme aus Materialien wie „ST80“ und „PC-Carbon“ vielversprechende Alternativen zu konventionell hergestellten Helmen darstellen. Mit weiteren Optimierungen könnten diese Helme künftig eine noch effektivere Schutzwirkung bieten und die Sicherheit für Patienten nach einer Kraniektomie signifikant erhöhen.show moreshow less

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Metadaten
Document Type:Bachelor Thesis
Zitierlink: https://opus.hs-offenburg.de/8899
Bibliografische Angaben
Title (German):Die Zukunft der Kopfsicherheit nach Kraniektomie
Subtitle (German):Ein Vergleich zwischen 3D-gedruckten und den konventionell hergestellten Helmen
Author:Nadine Bamberger
Advisor:Max Hauber, Martin Rosanowski, Jörg Lienhard
Year of Publication:2024
Publishing Institution:Hochschule Offenburg
Granting Institution:Hochschule Offenburg
Contributing Corporation:Sanitätshaus Schaub GmbH & Co. KG ; Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik
Place of publication:Offenburg
Publisher:Hochschule Offenburg
Page Number:XIII, 97
Language:German
Inhaltliche Informationen
Institutes:Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V)
Collections of the Offenburg University:Abschlussarbeiten / Bachelor-Studiengänge / BM
DDC classes:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau / 624 Ingenieurbau und Umwelttechnik
GND Keyword:3D-Druck
Tag:Kopfschutzhelme
Formale Angaben
Open Access: Closed 
Licence (German):License LogoUrheberrechtlich geschützt