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„AM-WSM-BeamProtect“
Entwicklung eines Prozesses zur additiven Fertigung einer Röntgenstrahlenschutzbrille aus einer neuartigen Wolfram-Nickel-Eisen-Legierung mittels selektiven Laserschmelzens (PBF-LB) für den medizinischen Strahlenschutz
Projektziel ist die Entwicklung einer neuen Generation von Röntgenschutzbrillen, die ärztliches und pflegerisches Personal in der Radiologie wirksam vor Röntgenstreustrahlung schützt – bei deutlich reduziertem Gewicht, verbesserter Ergonomie und ohne den Einsatz von Blei. Grundlage ist eine Wolfram-Nickel-Eisen-Legierung (W-Ni-Fe), die für die additive Fertigung qualifiziert wird und sich besonders für filigrane, komplexe Geometrien eignet.
Im Projekt wird eine durchgängige Prozesskette aufgebaut, von der Herstellung und Optimierung des W-Ni-Fe-Pulvers über das pulverbettbasierte Laserstrahlschmelzen (PBF-LB) bis hin zur thermischen und spanenden Nachbearbeitung der additiv gefertigten Brillenrohlinge. Ziel ist es, dichte Gefügestrukturen mit hoher Strahlenabsorption, guten mechanischen Eigenschaften und sehr dünnen Wandstärken bis hinunter zu 0,4 mm sicher zu realisieren.
Darauf aufbauend entsteht eine neuartige Leichtbau-Strahlenschutzbrille: Das Brillengestell wird gezielt für die additive Fertigung ausgelegt, um Volumen und Gewicht gegenüber bestehenden Produkten um mindestens 30 % zu senken und ein Gesamtgewicht von unter 90 g bei 0,5 mm Pb-Äquivalent zu erreichen. Gleichzeitig erlaubt die hohe Gestaltungsfreiheit des 3D-Drucks in Verbindung mit individuellen 3D-Gesichtsscans eine deutlich bessere Anpassung der Fassungsgeometrie an unterschiedliche Gesichtsformen und damit einen optimierten Schutz vor seitlich einfallender Streustrahlung. Optional integrierbare Augenlinsendosimeter stellen die Einhaltung der aktuellen EURATOM-Vorgaben und nationaler Strahlenschutzregelungen sicher.
Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal ist ein in das Gestell integriertes, strahlenschutzkompatibles Belüftungssystem. Fein ausgelegte Luftkanäle in der Wolframschwermetallstruktur sollen das Beschlagen der Gläser reduzieren, ohne die Schutzwirkung gegen Streustrahlung zu beeinträchtigen. Die vollständig bleifreie Konstruktion reduziert toxikologische Risiken und schafft zugleich die Basis für geschlossene Recyclingkonzepte der metallischen Komponenten. Damit leistet BeamProtect einen wichtigen Beitrag zu Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Nachhaltigkeit im klinischen Alltag.
Projektname:
„AM-WSM-BeamProtect“ – Entwicklung eines Prozesses zur additiven Fertigung einer Röntgenstrahlenschutzbrille aus einer neuartigen Wolfram-Nickel-Eisen-Legierung mittels selektiven Laserschmelzens (PBF-LB) für den medizinischen Strahlenschutz
Projektträger:
Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Förderprogramm:
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
Projektform:
ZIM – Kooperationsprojekt
Forschungseinrichtungen:
TIP, RH Köln
Industriepartner:
MAVIG GmbH, Bayerische Metallwerke GmbH / Gesellschaft für Wolfram Industrie mbH
Projektzeitraum:
01.04.2023 - 30.09.2025
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Unsere Mitarbeiter:innen aus dem Team helfen Ihnen gerne weiter.
Leon Engelhardt
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
leon.engelhardt@rh-koeln.de
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Prof. Dr. Tobias Schwanekamp
Projektleitung
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