A novel scalable manufacturing process for the production of hydrogel-forming microneedle arrays

A novel manufacturing process for fabricating microneedle arrays (MN) has been designed and evaluated. The prototype is able to successfully produce 14 × 14 MN arrays and is easily capable of scale-up, enabling the transition from laboratory to industry and subsequent commercialisation. The method requires the custom design of metal MN master templates to produce silicone MN moulds using an injection moulding process. The MN arrays produced using this novel method was compared with centrifugation, the traditional method of producing aqueous hydrogel-forming MN arrays. The results proved that there was negligible difference between either methods, with each producing MN arrays with comparable quality. Both types of MN arrays can be successfully inserted in a skin simulant. In both cases the insertion depth was approximately 60% of the needle length and the height reduction after insertion was in both cases approximately 3%.

Essays on innovation in manufacturing environments: strategy and production

La present tesi doctoral és un recull de cinc articles científics que analitzen l'ús d'innovacions dins l'àmbit manufacturer. Entenent el concepte innovació en un sentit ampli, no només tecnològic. La tesi està estructurada en dos grans apartats, estratègia i producció. En el primer dels apartats, s'inclouen tres treballs. El primer treball és un anàlisi de quines són les principals barreres percebudes per les empreses en la cooperació en R&D. Els altres dos treballs són estudis empírics del comportament estratègic de les empreses que pertanyen al sector tèxtil i confecció. Respecte al segon gran apartat, producció, es presenten dos treballs. El primer treball, presenta per primer cop a Espanya dades detallades sobre l'ús d'innovacions tecnològiques dins l'àmbit manufacturer així com analitza el seu impacte en els resultats de l'empresa. Finalment, l'últim dels treballs estudia la relació entre l'ús d'innovacions organitzatives i la implantació de diferents nivells de qualitat dins l'empresa.

Selektives Lasersintern von teilkristallinen Thermoplasten

Da eine flexible Fertigung im Bereich von Losgrößen zwischen 1-1000 Stück in vielen Wirtschaftszweigen vermehrt an Bedeutung gewinnt, steigt das Interesse an Verfahren wie dem Selektiven Lasersintern. Dennoch sollen die Eigenschaften von in Serie eingesetzten Werkstoffen erreicht werden. Aufgrund der bestehenden werkstofflichen Restriktionen auf Polyamid 12 wird aktuell an der Verarbeitung anderer teilkristalliner Thermoplaste geforscht. In diesem Beitrag werden die sich in der Markteinführung befindlichen Werkstoffe vorgestellt und basierend auf der Verarbeitung weiterer Thermoplaste die bestehende Modellvorstellung zum Lasersintern erweitert.

Selektives Lasersintern von teilkristallinen Thermoplasten

Da eine flexible Fertigung im Bereich von Losgrößen zwischen 1-1000 Stück in vielen Wirtschaftszweigen vermehrt an Bedeutung gewinnt, steigt das Interesse an Verfahren wie dem Selektiven Lasersintern. Dennoch sollen die Eigenschaften von in Serie eingesetzten Werkstoffen erreicht werden. Aufgrund der bestehenden werkstofflichen Restriktionen auf Polyamid 12 wird aktuell an der Verarbeitung anderer teilkristalliner Thermoplaste geforscht. In diesem Beitrag werden die sich in der Markteinführung befindlichen Werkstoffe vorgestellt und basierend auf der Verarbeitung weiterer Thermoplaste die bestehende Modellvorstellung zum Lasersintern erweitert.

Toward mass production of microtextured microdevices: linking rapid prototyping with microinjection molding

The possibility of manufacturing textured materials and devices, with surface properties controlled from the design stage, instead of being the result of machining processes or chemical attacks, is a key factor for the incorporation of advanced functionalities to a wide set of micro and nanosystems. Recently developed high-precision additive manufacturing technologies, together with the use of fractal models linked to computer-aided design tools, allow for a precise definition and control of final surface properties for a wide set of applications, although the production of larger series based on these resources is still an unsolved challenge. However, rapid prototypes, with controlled surface topography, can be used as original masters for obtaining micromold inserts for final large-scale series manufacture of replicas using microinjection molding. In this study, an original procedure is presented, aimed at connecting rapid prototyping with microinjection molding, for the mass production of two different microtextured microsystems, linked to tissue engineering tasks, using different thermoplastics as ultimate materials.

Night vision & electro-optics : manufacturing technologies.

Shipping list no.: 92-82-P.

Dimensional control in precision manufacturing, as applied in production machining to effect higher production and lower unit costs.

Mode of access: Internet.

Toward a scalable and consistent manufacturing process for the production of human MSCs

The development of novel, affordable and efficacious therapeutics will be necessary to ensure the continued progression in the standard of global healthcare. With the potential to address previously unmet patient needs as well as tackling the social and economic effects of chronic and age-related conditions, cell therapies will lead the new generation of healthcare products set to improve health and wealth across the globe. However, if many of the small to medium enterprises (SMEs) engaged in much of the commercialization efforts are to successfully traverse the ‘Valley of Death’ as they progress through clinical trials, there are a number of challenges that must be overcome. No longer do the challenges remain biological but rather a series of engineering and manufacturing issues must also be considered and addressed.

User centric design, data analysis and performance of snowboard bindings

This study focuses on soft boot snowboard bindings by looking at how users interact with their binding and proposes a possible solution to overcome such issues. Snowboarding is a multibillion-dollar sport that has only reached mainstream in the last 30 years its levels of progression in technology have evolved in that time. However, snowboard bindings for the most part still consist of the same basic architecture in the last 20 years. This study was aimed at taking a user centric point of view and using additive manufacturing technologies to be able to generate a new snowboard binding that is completely adaptable to the user. The initial part of the study was a survey of 280 snowboarders focussing on preferences, style and habits. This survey was generated from over 15 nations with the vast majority of boarders on the snow for five to fifty days a year. Significant emphasis was placed on the relationship between boarder binding set-up and occurrence of pain and/or injury. From the detailed survey it was found that boarder's experienced pain in the front foot/toe area as a result from the toe strap being too tight. However boarders wanted tighter bindings to increase responsiveness. Survey data was compared to ankle and foot biomechanics to build a relationship to assess the problem of pain versus responsiveness. The design stage of the study was to develop a binding that overcame the over-tightening of the binding but still maintain equivalent or better responsiveness compared to traditional bindings. The resulting design integrated the snowboard boot much more into the design, by using the sole as a "semi-rigid" platform and locking it in laterally between the heel cup and the new toe strap arrangement. The new design developed using additive manufacturing techniques was tested via qualitative and quantitative measures in the snow and in the lab. It was found that using the new arrangement in a system resulted in no loss of performance or responsiveness to the user. Due to the design and manufacturing approach users have the ability to customise the design to their specific needs.

Direkte generative Fertigung von Schmiedegesenken eröffnet neue Möglichkeiten

Umformwerkzeuge sind eine neue und bislang nicht erforschte Anwendung generativ gefertigter Werkzeuge. Der Vortrag präsentiert ein Fallbeispiel, bei dem ein typisches Schmiedeteil mit recht komplexer Geometrie erfolgreich unter Verwendung eines generativ gefertigten Schmiedegesenks hergestellt werden konnte. Die Marktanforderungen zur frühestmöglichen Verfügbarkeit echter Schmiedeteile werden dargestellt. Die gesamte Prozesskette von der 3D-CAD-Werkzeugkonstruktion über die Schmiedeprozesssimulation, das Laserstrahlschmelzen der Gesenkeinsätze und die Gesenkmontage bis hin zu den eigentlichen Schmiedeversuchen unter produktionsähnlichen Bedingungen wird dargestellt und mit konventioneller Schmiedegesenkkonstruktion und ‑fertigung verglichen. Die Vorteile und Besonderheiten der generativen Prozesskette werden herausgestellt. Die gefertigten Schmiedeteile werden hinsichtlich Formfüllung, Maßhaltigkeit und Gefüge mit konventionell geschmiedeten Teilen verglichen. Die Lieferzeit der generativ gefertigten Schmiedegesenke wird der von konventionell hergestellten gegenübergestellt, ebenso die Kosten, um die Vorteile des Einsatzes generativer Fertigung herauszustellen. Es werden Randbedingungen beschrieben, unter denen die generative Fertigung von Schmiedegesenken technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.

Ansätze zur Qualitätsbewertung von generativen Fertigungsverfahren durch die Einführung eines Kennzahlensystems

Generative Fertigungsverfahren haben sich in den letzten Jahren als effektive Werkzeuge für die schnelle Entwicklung von Produkten nahezu beliebiger Komplexität entwickelt. Gleichzeitig wird gefordert, die Reproduzierbarkeit der Bauteile und auch seriennahe bzw. seriengleiche Eigenschaften zu gewährleisten. Die Vielfalt und der Umfang der Anwendungen sowie die große Anzahl verschiedener generativer Fertigungsverfahren verlangen adäquate Qualitätsüberwachungs- und Qualitätskontrollsysteme. Ein Lösungsansatz für die Qualitätsbewertung von generativen Fertigungsverfahren besteht in der Einführung eines Kennzahlensystems. Hierzu müssen zunächst Anforderungsprofile und Qualitätsmerkmale für generativ hergestellte Bauteile definiert werden, welche durch Prüfkörpergeometrien abgebildet und mit Hilfe von Einzelkennzahlen klassifiziert werden. In Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde die Qualitätsbewertung anhand von Prüfkörpergeometrien am Beispiel des Laser-Sinterprozesses qualifiziert. Durch Beeinflussung der Prozessparameter, d.h. der gezielten Einbringung von Störgrößen, welche einzeln oder in Kombination zu unzulässigen Qualitätsschwankungen führen können, ist es möglich, die Qualität des Produktes zu beurteilen. Die Definition von Einzelkennzahlen, die eine Steuerung und Kontrolle sowie eine Vorhersage potentieller Fehler ermöglicht, bietet hierbei essentielle Möglichkeiten zur Qualitätsbewertung. Eine Zusammenführung zu einem gesamtheitlichen Kennzahlensystem soll zum einen den Prozess auf Grundlage der definierten Anforderungsprofile bewerten und zum anderen einen direkten Zusammenhang der ausgewählten Störgrößen und Prozessgrößen herleiten, um vorab eine Aussage über die Bauteilqualität treffen zu können.

Additive tissue manufacturing for breast reconstruction: Combining CAD/CAM with adipose tissue engineering

The primary aim of this multidisciplinary project was to develop a new generation of breast implants. Disrupting the currently prevailing paradigm of silicone implants which permanently introduce a foreign body into mastectomy patients, highly porous implants developed as part of this PhD project are biodegradable by the body and augment the growth of natural tissue. Our technology platform leverages computer-assisted-design which allows us to manufacture fully patient-specific implants based on a personalised medicine approach. Multiple animal studies conducted in this project have shown that the polymeric implant slowly degrades within the body harmlessly while the body's own tissue forms concurrently.