Vortragsreihe LDPF #87-2026-02 mit Schwerpunkt Additive Fertigung (3D-Druck)

Hauptcampus Trier Schneidershof, Gebäude H, Raum H2 (Hörsaal 2)

Agenda Vortragsreihe LDPF#87:

13:00 Uhr Eröffnung und Einführung
Michael Hoffmann, 
Labor für Digitale Produktentwicklung und Fertigung
Fachbereich Technik, Hochschule Trier

Teil1: Kurzvorträge mit Vorstellung der Exponate aus den Laborprojekten Additive Fertigung im vergangenen Wintersemester 2025:

13:15 Uhr Design for Manufacturing neu gedacht: Vollfarbiger 3D-Druck als Akzeptanzfaktor bei additiv gefertigten Kinderprothesen
Die Akzeptanz von Prothesen stellt insbesondere bei Kindern und Jugendlichen eine zentrale Herausforderung dar, die weit über funktionale Aspekte hinausgeht. Vor diesem Hintergrund befasst sich die vorliegende studentische Projektarbeit im Studiengang Mediziningenieurwesen mit der Weiterentwicklung von Prototypen additiv gefertigter Kinderprothesen unter Anwendung eines erweiterten Design-for-Manufacturing-Ansatzes. Der Fokus liegt auf der Integration ästhetischer, kindgerechter Gestaltungskonzepte in Verbindung mit den Möglichkeiten des Vollfarb-3D-Drucks.
Ziel des Projekts war die Entwicklung eines durchgängigen digitalen Workflows zur Erstellung vollfarbiger 3D-Modelle für Kinderprothesen. Dazu wurden zunächst Konzeptentwürfe für farbige, zielgruppengerechte Layouts entwickelt und hinsichtlich möglicher Schutzrechte von Designelementen untersucht. Ergänzend erfolgte eine Recherche und Bewertung geeigneter additiver Fertigungsverfahren für den Vollfarbdruck sowie eine Analyse externer Dienstleister.
Im praktischen Teil wurden zwei ausgewählte 3D-Druckverfahren über unterschiedliche Dienstleister angefragt, beauftragt und anhand der gefertigten Prototypen systematisch verglichen. Die abschließende Gegenüberstellung und Auswertung ermöglicht Aussagen zu Qualität, Gestaltungsfreiheit, Wirtschaftlichkeit und Umsetzbarkeit im Kontext der Prothesenentwicklung. Die Ergebnisse zeigen, dass ein gezielt gestalteter Workflow im Vollfarb-3D-Druck einen vielversprechenden Beitrag zur Steigerung der Akzeptanz von Kinderprothesen leisten kann.
Elisa Kühr, Lena Laufer, Projektgruppe WS25MH71

13:35 Uhr Rapid Prototyping im Motorsport: Additive Fertigung zur Entwicklung eines optimierten Ventildeckels für den BMW M30
Im Motorsport spielt die schnelle Entwicklung und Anpassung von Bauteilen eine entscheidende Rolle für Performance, Zuverlässigkeit und Wettbewerbsfähigkeit. Die vorliegende studentische Projektarbeit im Studiengang Fahrzeugtechnik untersucht den Einsatz additiver Fertigungsverfahren im Kontext des Rapid Prototyping bei der experimentellen Entwicklung eines optimierten Ventildeckels für einen BMW M30.
Ziel des Projekts war es, durch den gezielten Einsatz additiver Fertigung eine beschleunigte Iteration von Designvarianten zu ermöglichen und funktionale Optimierungen frühzeitig zu evaluieren. Ausgehend von der Analyse des Serienbauteils wurden konstruktive Anpassungen entwickelt, die sowohl strömungstechnische als auch montage- und motorsportspezifische Anforderungen berücksichtigen. Die additiv gefertigten Prototypen dienten dabei als funktionale Versuchsbauteile zur Überprüfung von Passgenauigkeit, Bauraum und Integrationsfähigkeit im realen Fahrzeugumfeld.
Im Rahmen der Arbeit wurden geeignete Materialien und Fertigungsverfahren ausgewählt, Prototypen hergestellt und unter praxisnahen Bedingungen getestet. Die Ergebnisse zeigen, dass additive Fertigung als Rapid-Prototyping-Werkzeug im Motorsport eine effektive Möglichkeit bietet, Entwicklungszyklen zu verkürzen, Konstruktionsentscheidungen fundierter zu treffen und innovative Lösungsansätze wirtschaftlich zu erproben. Die Arbeit verdeutlicht damit das Potenzial additiver Verfahren als integralen Bestandteil der Produktentwicklung.
Paul Eydel, Justin Mertes, Projektgruppe WS25MH72

13:55 Uhr Additiv gefertigte Getriebeprototypen für die Wissensvermittlung: Design for Manufacturing und Funktionsdemonstration
Die anschauliche Vermittlung technischer Funktionsprinzipien stellt insbesondere in der industriellen Wissensermittung  eine zentrale Herausforderung dar. Vor diesem Hintergrund befasst sich die vorliegende studentische Projektarbeit mit der Entwicklung, konstruktiven Detaillierung und additiven Fertigung von Getriebeprototypen zur funktionalen Anschauung und Wissensvermittlung, z.B. in Berufsbildenden Schulen.
In Kooperation mit einem Startup im Kontext Digitale Wissensvermittlung und EdTech mit VR-Technologien lagen verschiedene Getriebekonzepte bereits als 3D-Modelle vor. Ziel des Projektes aus dem Studiengang Maschinenbau /Maschinenbau dual war es, diese Modelle als Ergänzung zu den Virtual Reality Lernmodulen gezielt für die Additive Fertigung zu optimieren und zu funktionsfähigen Prototypen weiterzuentwickeln, die sich für den haptischen Einsatz in der Lehre eignen. Dabei standen sowohl konstruktive Anpassungen als auch die konsequente Anwendung von Design-for-Manufacturing-Richtlinien für additive Verfahren im Fokus.
Die Aufgaben umfassten die Überarbeitung der Bauteilgeometrien, die Berücksichtigung fertigungstechnischer Randbedingungen, die Integration von Norm-/Zukaufteilen, die Detaillierung beweglicher Komponenten sowie die Vorbereitung der Modelle für den 3D-Druck. Besonderes Augenmerk lag auf der funktionalen Darstellung der Getriebemechanik, der Robustheit der Prototypen und ihrer didaktischen Nutzbarkeit. Abschließend wurden die optimierten Getriebe additiv gefertigt und hinsichtlich Funktion, Montagefreundlichkeit und Anschauungswert evaluiert.
Die Ergebnisse zeigen, dass additiv gefertigte Funktionsprototypen ein hohes Potenzial für die praxisnahe Vermittlung mechanischer Zusammenhänge besitzen und durch eine frühzeitige Berücksichtigung additiver Konstruktionsrichtlinien effektiv für den Lehrbetrieb ausgelegt werden können.
Timo Schares, Ramon Stolz, David Thölkes, Projektgruppe WS24MH72

14:15 Uhr Pause

Teil2: Aktuelle Entwicklungsstände oder Ergebnisse aus laufenden F&E-Projekten und Abschlussarbeiten:

14:30 Uhr Additiv gefertigte patientenspezifische 3D-Rekonstruktionen in der Kardiologie zur Risikoabschätzung bei TAVI-Eingriffen – Ein Proof of Concept
Die Aortenklappenstenose zählt zu den häufigsten Herzklappenerkrankungen im höheren Lebensalter. Der kathetergestützte Aortenklappenersatz (Transcatheter Aortic Valve Implantation, TAVI) stellt heute ein etabliertes minimalinvasives Therapieverfahren dar, ist jedoch insbesondere bei komplexen anatomischen Randbedingungen mit potenziellen Komplikationen verbunden. Dazu zählen unter anderem paravalvuläre Leckagen, Klappenfehlpositionierungen oder Gefäßverletzungen, die häufig durch ausgeprägte Kalkeinlagerungen und individuelle anatomische Besonderheiten begünstigt werden.
Die vorliegende Projektarbeit untersucht den Einsatz additiv gefertigter, patientenspezifischer 3D-Rekonstruktionen zur Evaluation kritischer TAVI-Fälle und zur Identifikation möglicher Vorhersageparameter für periinterventionelle Komplikationen. Ziel ist es, durch eine verbesserte präoperative Beurteilung Risiken im Vorfeld transthorakaler Aortenklappenimplantationen zu erkennen, zu bewerten und gegebenenfalls auszuschließen.
Im Rahmen eines Proof of Concept werden ausgehend von CT- Daten individuelle 3D-Rekonstruktionen der Aortenwurzel inklusive relevanter Kalkeinlagerungen erstellt. Diese werden mittels Multimaterial-3D-Druck in unterschiedlichen 3D-Druckverfahren physisch umgesetzt, um sowohl geometrische als auch materialnahe Eigenschaften der Pathologien abzubilden. Die additiv gefertigten Modelle dienen der qualitativen und quantitativen Analyse potenzieller Interaktionen zwischen Implantat und nativer Anatomie.
Die Arbeit erfolgt in enger fachlicher Zusammenarbeit mit Dr. med. Jürgen Leick, leitender Oberarzt der Kardiologie am Herzzentrum Trier und Schwerpunktleiter Interventionelle Kardiologie am Krankenhaus der Barmherzigen Brüder Trier. 
Sebastian Lutgen, Projektgruppe SS25MH95

15:00 Uhr Von industrieller SPS zur Open-Source-Steuerung: Umrüstung der Versuchsplattform Additive Fertigung 3DPXL auf eine Klipper Steuerung
Die zunehmende Digitalisierung und Öffnung von Steuerungsarchitekturen bietet neue Potenziale für Forschung, Lehre und experimentelle Anwendungen in der Additiven Fertigung. Die vorliegende Projektarbeit aus dem Studiengang Interdisziplinäre Ingenieurwissenschaften befasst sich mit der Umrüstung einer Beckhoff-basierten Industriesteuerung auf die Open-Source-Steuerung Klipper an der Versuchsplattform für Additive Fertigung 3DPXL.
Ziel des Projekts war es, die bestehende proprietäre Steuerung durch eine flexible, kosteneffiziente und anpassbare Open-Source-Lösung zu ersetzen und deren Eignung für den Einsatz in einer Versuchsanlage im Lehr- und Forschungsumfeld zu evaluieren. Dazu wurden die vorhandene Steuerungsarchitektur analysiert, die Hardware- und Softwareanforderungen definiert sowie die notwendige Anpassung der Schnittstellen, Aktoren und Sensoren vorgenommen.
Im Rahmen der Arbeit erfolgte die Implementierung und Konfiguration der Klipper-Steuerung, einschließlich der Anbindung an die bestehende Mechanik der 3DPXL-Anlage und der Inbetriebnahme der additiven Fertigungsprozesse. Besonderes Augenmerk lag auf der Vergleichbarkeit zur ursprünglichen Industriesteuerung hinsichtlich Funktionalität, Erweiterbarkeit und Bedienbarkeit sowie auf dem didaktischen Mehrwert für den Einsatz in Lehre und studentischen Projekten.
Die Ergebnisse zeigen, dass Open-Source-Steuerungen wie Klipper eine leistungsfähige Alternative zu klassischen industriellen SPS-Lösungen darstellen können und insbesondere für experimentelle Versuchsplattformen ein hohes Maß an Flexibilität und Innovationspotenzial bieten.
Luca Fritzen, Projektgruppe WS25MH97

15:30 Uhr Additive Bridge Tooling im Kunststoffspritzguss: Prozessentwicklung und Validierung von 3D-gedruckten Formeinsätzen für Kleinserien
Im Rapid Tooling wird die Additive Fertigung auch im Werkzeug- und Formenbau eingesetzt. Besonders im Kunststoffspritzguss, der Kunststoffextrusion/-injektion oder im Thermoformen könnte damit eine wesentlich kostengünstigere Erstbemusterung und frühzeitige Bereitstellung von Vorserienteilen in Stückzahlen im Bereich von durchaus 1000 Artikeln realisiert werden. Im LDPF beschäftigen wir uns bereits seit mehreren Jahren mit diesem Thema. Allerdings sind die Anforderungen an die 3D-Druckmaterialien insbesondere zur Wärmebeständigkeit sehr hoch. Inzwischen werden sogenannte Hochleistungsmaterialien angeboten. Ein echter Durchbruch gelang in der Industrie bisher allerdings nicht. Der Grund dafür wurde in dieser Projektarbeit im Studiengang Interdisziplinäre Ingenieurwissenschaften von den beiden Studierenden P. Spitzl und D. Stork mit praktischen Vorkenntnissen und Erfahrungen im Werkzeugbau erkannt und in einer völlig neuen, ganzheitlichen Betrachtung neu untersucht und in Versuchsreihen evaluiert. Für F&E-Projekte und den Einsatz in der praxisnahen Lehre hat das Unternehmen Dr. Boy der Hochschule eine Spritzgießmaschine zur Verfügung gestellt (Pressemitteilung der Hochschule). Wenn es nun gelingt, die Anwender im Erfahrungsaustausch besser zu vernetzen, ist ein echter Technologiesprung in dieser Branche realisierbar. 
Philipp Spitzl, Daniel Stork, Projektgruppe WS24MH95

16:00 Uhr Pause

16:15 Uhr Gastvortrag - Vom Studenten zum Gründer: Entwicklung und Serienfertigung innovativer Antihaft-Kochmesser
Die Gründung von Ryvon Knives zeigt den Weg von praxisnahen Projektarbeiten im Studium bis zur erfolgreichen Unternehmensgründung. Initiator Sven König, Maschinenbau-Absolvent der Hochschule Trier, entwickelte während seines Studiums und eines anschließenden EXIST-Gründungsstipendiums ein High-Performance-Antihaft-Kochmesser, das funktionale Vorteile bestehender Lösungen mit einer Serienfertigung kombiniert.
Die Projektarbeiten währen seines Studiums bis hin zu seiner Abschlussarbeit umfasste sowohl die Konstruktion und Prototypenfertigung als auch die Entwicklung eines vollständig digitalen, innovativen Fertigungsprozesses. Besonderer Fokus lag auf der Lösung des Problems störender Anhaftungen von Schnittgut bei hochwertigen Messern – ein bisher oft nur handwerklich realisiertes Problem. 
Im Rahmen der Gründungsinitiative konnten die ersten Kleinserien produziert werden, unterstützt durch die Infrastruktur und Labore der Hochschule Trier, inklusive Mentoring, Coaching und technischer Expertise. Das Projekt verdeutlicht die Bedeutung praxisorientierter Lehre, interdisziplinärer Zusammenarbeit und gezielter Förderung junger Gründerinnen und Gründer. Die Präsentation zeigt sowohl einen Einblick in die technische Entwicklung als auch die unternehmerischen Schritte von der Idee zum marktreifen Produkt.
Sven König, Gründer von Ryvon-Knives

16:45 Uhr Ausklang, Netzwerken