Nanogoes3D vereint verschiedene Disziplinen für die Entwicklung von 3D-gedruckten Sohlen für individualisierte Schuhe im Sportbereich. Die Kombination aus Nanomaterialien und 3D-Druck-Technologie ermöglicht die Herstellung einer flexiblen, leichten und kostengünstigen intelligenten Schuheinlegesohle mit antibakteriellen Eigenschaften.

Die Forschung gliedert sich in drei Bereiche:
a) Entwicklung geeigneter Nanomaterialien für sensorische und antibakterielle Eigenschaften;
b) Design und Entwicklung von 3D-Einlegesohlen mit hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften;
c) Entwicklung eines 3D-gedruckten intelligenten Einlegesohlen-Demonstrators durch Etablierung des optimalen Benutzerschnittstellenkonzepts auf der Grundlage von FEM-Simulationen.

Currently available medical assistance products (orthoses, rehabilitation equipment, etc.) are often laborious to manufacture (Functional Need FN1), the fabrication results in a considerable amount of waste (Social Need SN1), e.g. through casting molds, and so leads to expensive products (SN2). At the same time, products are optically not appealing (SN3), heavy (FN2) and lack individualization and functionalization. Similar to clothes with ready-made sizes, they often do not fit the respective user (FN3). Fit and function are not monitored (FN4), which can cause pain, infections and other injuries. This is where 3D-printing can offer a sustainable. 3D-printing is an essential technology to make today's manufacturing more resource-efficient, sustainable and flexible. However, 3D printing has not yet been able to exploit its potential for medical devices due to the following technological needs:
- (TN1) Material can only be stacked in layers.
- (TN2) Material combinations have not yet been investigated thoroughly.
- (TN3) Support structures are complex and cannot be released easily.
- (TN4) Functional components are not considered in the design and manufacturing process.
iLEAD starts here and examines the following areas (Goals):
- (G1) Multimaterial 3D-printing: material structure, compatibility analyses and print head design (addresses (FN1, SN1, TN2,3)).
- (G2) Lightweight lattice and simulation-based optimization (addresses (SN1,3, FN2, TN3)).
- (G3) 3D-printing strategies for 5-axis printing (addresses (FN2, TN1,3)).
- (G4) Intelligent functionalization of products (addresses (FN4, TN4)).
- (G5) Holistic participatory development process including users (addresses SN3, FN3,4).
By 3D-printing of endless fibre composites, load-bearing and adaptive structures can be integrated into medical assistance products (e.g. shafts for legs). Combination of different materials enables to adjust the stiffness of lightweight lattices and to integrate sensors at relevant points during production (e.g. individualized splints with monitoring of training state) for the first time. The developed technology enables products to be individualized, exhibit high mechanical strength, while at the same time being cost-efficient, material- and weight-saving. iLEAD aims to produce medical assistance products WITH AND FOR the users by continuous user-centered-design, involving future users and experts in the field of therapy. Thus, iLEAD leads to an international leadership and pioneering position in 3D-printing technology with focus on medical assistance products.

Nanogoes3D vereint verschiedene Disziplinen für die Entwicklung von 3D-gedruckten Sohlen für individualisierte Schuhe im Sportbereich. Die Kombination aus Nanomaterialien und 3D-Druck-Technologie ermöglicht die Herstellung einer flexiblen, leichten und kostengünstigen intelligenten Schuheinlegesohle mit antibakteriellen Eigenschaften.

Die Forschung gliedert sich in drei Bereiche:
a) Entwicklung geeigneter Nanomaterialien für sensorische und antibakterielle Eigenschaften;
b) Design und Entwicklung von 3D-Einlegesohlen mit hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften;
c) Entwicklung eines 3D-gedruckten intelligenten Einlegesohlen-Demonstrators durch Etablierung des optimalen Benutzerschnittstellenkonzepts auf der Grundlage von FEM-Simulationen.

Die drei Partner arbeiten im Projekt EFRE Smarter Leichtbau 4.0 seit dem Jahr 2018 erfolgreich zusammen. Die Schwerpunkte dieses Projekts waren bzw. sind:
• Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen zur Effizienzsteigerung und besseren Nachhaltigkeit für unterschiedlichste Anwendungen
• Weiterentwicklung der Faserwerkstoffe insbesonders in Richtung nachwachsende Rohstoffe
• Integration von Sensorik für smarte Funktionalität bzw. zur effizienten Prozesssteuerung
• Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Prozessanalytik-Technologie
Parallel dazu wurden die Forscher dieser Technologien im Rahmen des Trainingsprogramms „Scientrepreneur – Basiswissen für Gründer*innen“ hinsichtlich unternehmerischer Verwertung sensibilisiert und ihnen Grundkompetenzen unternehmerischen Denkens und Handelns vermittelt. Das Trainingsprogramm wurde für Forscher*innen der beteiligten Instiutionen zweimal abgehalten.
Darüber hinaus wurde ein „ideales“ gesamtheitliches Konzept zur Implementierung von Unternehmertum an Hochschulen und Forschungseinrichtungen entwickelt. Dieses Konzept beinhaltet nicht nur einen Spin-off-Prozess auf der operativen Ebene, sondern auch Aufgaben, Prozesse und Methoden auf der normativen und strategischen Ebene einer Organisation.
Gemeinsame Projekteinreichungen mit Unternehmen der Region, die auf den Ergebnissen aufbauen (beispielsweise Prosthetics 4.0), wissenschaftliche Publikationen bis hin zur Vorstellung des Projekts im Rahmen der Veranstaltung Europa in meiner Region als eines von 3 Kärntner Projekten belegen die erfolgreiche Zusammarbeit der Partner und es konnte ein signifikanter Mehrwert durch die Kooperation erreicht werden.
Ende des Jahres 2019 hat die Europäische Kommission den europäischen Grünen Deal vorgestellt, um Maßnahmen zu setzen um die Bedrohung von Klimawandel und Umweltzerstörung abzuwenden und der gleichzeitig eine Wachstumsstrategie für den Übergang zu einer modernen, ressourceneffizienten Wirtschaft darstellt.
Die aktuelle Krise zufolge COVID 19 führt zusätzlich zu einem Umdenken im Hinblick auf Lieferketten und Versorgung weit über Lebensmittel hinaus.
Beide Aspekte sprechen für Smarten Leichtbau insbesonders mit nachwachsenden Rohstoffen.
Leichtbau in allen Anwendungen ist ein notwendiger Aspekt um Ressourcen zu sparen. Neben den primären Ressourcen in der Herstellung ermöglicht er vor allem bei Konstruktionen die in irgendeiner Form bewegt werden, Einsparungen im Betrieb durch geringeres Gewicht. Der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen, insbesonders als Verstärkungsfaser ermöglicht den Einsatz regionaler Rohstoffe, und regionaler Fertigung. Der Einsatz von Sensorik ermöglicht eine Schnittstelle zur digitalen Welt und trägt darüber hinaus zur weiteren Ressourceneinsparung bei, da Materialien optimal ausgenutzt werden können.
Auf diese Eckpunkte und die bereits erreichten Ergebnisse baut der eigenständige EFRE Antrag Smarter Leichtbau 4.1 auf, der einen signfikanten neuen Schritt in der Arbeit und der Kooperation darstellt.

Dieses Projekt wird aus Mitteln des EFRE Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert.

Currently available medical assistance products (orthoses, rehabilitation equipment, etc.) are often laborious to manufacture (Functional Need FN1), the fabrication results in a considerable amount of waste (Social Need SN1), e.g. through casting molds, and so leads to expensive products (SN2). At the same time, products are optically not appealing (SN3), heavy (FN2) and lack individualization and functionalization. Similar to clothes with ready-made sizes, they often do not fit the respective user (FN3). Fit and function are not monitored (FN4), which can cause pain, infections and other injuries. This is where 3D-printing can offer a sustainable. 3D-printing is an essential technology to make today's manufacturing more resource-efficient, sustainable and flexible. However, 3D printing has not yet been able to exploit its potential for medical devices due to the following technological needs:
- (TN1) Material can only be stacked in layers.
- (TN2) Material combinations have not yet been investigated thoroughly.
- (TN3) Support structures are complex and cannot be released easily.
- (TN4) Functional components are not considered in the design and manufacturing process.
iLEAD starts here and examines the following areas (Goals):
- (G1) Multimaterial 3D-printing: material structure, compatibility analyses and print head design (addresses (FN1, SN1, TN2,3)).
- (G2) Lightweight lattice and simulation-based optimization (addresses (SN1,3, FN2, TN3)).
- (G3) 3D-printing strategies for 5-axis printing (addresses (FN2, TN1,3)).
- (G4) Intelligent functionalization of products (addresses (FN4, TN4)).
- (G5) Holistic participatory development process including users (addresses SN3, FN3,4).
By 3D-printing of endless fibre composites, load-bearing and adaptive structures can be integrated into medical assistance products (e.g. shafts for legs). Combination of different materials enables to adjust the stiffness of lightweight lattices and to integrate sensors at relevant points during production (e.g. individualized splints with monitoring of training state) for the first time. The developed technology enables products to be individualized, exhibit high mechanical strength, while at the same time being cost-efficient, material- and weight-saving. iLEAD aims to produce medical assistance products WITH AND FOR the users by continuous user-centered-design, involving future users and experts in the field of therapy. Thus, iLEAD leads to an international leadership and pioneering position in 3D-printing technology with focus on medical assistance products.

Nanogoes3D vereint verschiedene Disziplinen für die Entwicklung von 3D-gedruckten Sohlen für individualisierte Schuhe im Sportbereich. Die Kombination aus Nanomaterialien und 3D-Druck-Technologie ermöglicht die Herstellung einer flexiblen, leichten und kostengünstigen intelligenten Schuheinlegesohle mit antibakteriellen Eigenschaften.

Die Forschung gliedert sich in drei Bereiche:
a) Entwicklung geeigneter Nanomaterialien für sensorische und antibakterielle Eigenschaften;
b) Design und Entwicklung von 3D-Einlegesohlen mit hervorragenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften;
c) Entwicklung eines 3D-gedruckten intelligenten Einlegesohlen-Demonstrators durch Etablierung des optimalen Benutzerschnittstellenkonzepts auf der Grundlage von FEM-Simulationen.

Die drei Partner arbeiten im Projekt EFRE Smarter Leichtbau 4.0 seit dem Jahr 2018 erfolgreich zusammen. Die Schwerpunkte dieses Projekts waren bzw. sind:
• Leichtbau mit Faserverbundwerkstoffen zur Effizienzsteigerung und besseren Nachhaltigkeit für unterschiedlichste Anwendungen
• Weiterentwicklung der Faserwerkstoffe insbesonders in Richtung nachwachsende Rohstoffe
• Integration von Sensorik für smarte Funktionalität bzw. zur effizienten Prozesssteuerung
• Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Prozessanalytik-Technologie
Parallel dazu wurden die Forscher dieser Technologien im Rahmen des Trainingsprogramms „Scientrepreneur – Basiswissen für Gründer*innen“ hinsichtlich unternehmerischer Verwertung sensibilisiert und ihnen Grundkompetenzen unternehmerischen Denkens und Handelns vermittelt. Das Trainingsprogramm wurde für Forscher*innen der beteiligten Instiutionen zweimal abgehalten.
Darüber hinaus wurde ein „ideales“ gesamtheitliches Konzept zur Implementierung von Unternehmertum an Hochschulen und Forschungseinrichtungen entwickelt. Dieses Konzept beinhaltet nicht nur einen Spin-off-Prozess auf der operativen Ebene, sondern auch Aufgaben, Prozesse und Methoden auf der normativen und strategischen Ebene einer Organisation.
Gemeinsame Projekteinreichungen mit Unternehmen der Region, die auf den Ergebnissen aufbauen (beispielsweise Prosthetics 4.0), wissenschaftliche Publikationen bis hin zur Vorstellung des Projekts im Rahmen der Veranstaltung Europa in meiner Region als eines von 3 Kärntner Projekten belegen die erfolgreiche Zusammarbeit der Partner und es konnte ein signifikanter Mehrwert durch die Kooperation erreicht werden.
Ende des Jahres 2019 hat die Europäische Kommission den europäischen Grünen Deal vorgestellt, um Maßnahmen zu setzen um die Bedrohung von Klimawandel und Umweltzerstörung abzuwenden und der gleichzeitig eine Wachstumsstrategie für den Übergang zu einer modernen, ressourceneffizienten Wirtschaft darstellt.
Die aktuelle Krise zufolge COVID 19 führt zusätzlich zu einem Umdenken im Hinblick auf Lieferketten und Versorgung weit über Lebensmittel hinaus.
Beide Aspekte sprechen für Smarten Leichtbau insbesonders mit nachwachsenden Rohstoffen.
Leichtbau in allen Anwendungen ist ein notwendiger Aspekt um Ressourcen zu sparen. Neben den primären Ressourcen in der Herstellung ermöglicht er vor allem bei Konstruktionen die in irgendeiner Form bewegt werden, Einsparungen im Betrieb durch geringeres Gewicht. Der Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen, insbesonders als Verstärkungsfaser ermöglicht den Einsatz regionaler Rohstoffe, und regionaler Fertigung. Der Einsatz von Sensorik ermöglicht eine Schnittstelle zur digitalen Welt und trägt darüber hinaus zur weiteren Ressourceneinsparung bei, da Materialien optimal ausgenutzt werden können.
Auf diese Eckpunkte und die bereits erreichten Ergebnisse baut der eigenständige EFRE Antrag Smarter Leichtbau 4.1 auf, der einen signfikanten neuen Schritt in der Arbeit und der Kooperation darstellt.

Dieses Projekt wird aus Mitteln des EFRE Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanziert.

Currently available medical assistance products (orthoses, rehabilitation equipment, etc.) are often laborious to manufacture (Functional Need FN1), the fabrication results in a considerable amount of waste (Social Need SN1), e.g. through casting molds, and so leads to expensive products (SN2). At the same time, products are optically not appealing (SN3), heavy (FN2) and lack individualization and functionalization. Similar to clothes with ready-made sizes, they often do not fit the respective user (FN3). Fit and function are not monitored (FN4), which can cause pain, infections and other injuries. This is where 3D-printing can offer a sustainable. 3D-printing is an essential technology to make today's manufacturing more resource-efficient, sustainable and flexible. However, 3D printing has not yet been able to exploit its potential for medical devices due to the following technological needs:
- (TN1) Material can only be stacked in layers.
- (TN2) Material combinations have not yet been investigated thoroughly.
- (TN3) Support structures are complex and cannot be released easily.
- (TN4) Functional components are not considered in the design and manufacturing process.
iLEAD starts here and examines the following areas (Goals):
- (G1) Multimaterial 3D-printing: material structure, compatibility analyses and print head design (addresses (FN1, SN1, TN2,3)).
- (G2) Lightweight lattice and simulation-based optimization (addresses (SN1,3, FN2, TN3)).
- (G3) 3D-printing strategies for 5-axis printing (addresses (FN2, TN1,3)).
- (G4) Intelligent functionalization of products (addresses (FN4, TN4)).
- (G5) Holistic participatory development process including users (addresses SN3, FN3,4).
By 3D-printing of endless fibre composites, load-bearing and adaptive structures can be integrated into medical assistance products (e.g. shafts for legs). Combination of different materials enables to adjust the stiffness of lightweight lattices and to integrate sensors at relevant points during production (e.g. individualized splints with monitoring of training state) for the first time. The developed technology enables products to be individualized, exhibit high mechanical strength, while at the same time being cost-efficient, material- and weight-saving. iLEAD aims to produce medical assistance products WITH AND FOR the users by continuous user-centered-design, involving future users and experts in the field of therapy. Thus, iLEAD leads to an international leadership and pioneering position in 3D-printing technology with focus on medical assistance products.