Abschlussarbeit - Entwicklung einer mechanischen Verbindung für Fingergelenkimplantate

In unserer Gruppe »Bauteildesign« in der Abteilung »Prozesskettenautomatisierung« bieten wir ab Juli ein spannendes Thema für eine Abschlussarbeit an. Im Rahmen des aktuellen Forschungsprojekts FingerAId entwickeln wir ein patientenspezifisches, modulares Fingergelenkimplantat für das proximale Interphalangealgelenk (PIP-Gelenk). Das Implantat kombiniert eine patientenindividuelle Titankomponente mit einem standardisierten Kunststoff-Inlay. Ziel dieser Arbeit ist es, ein geeignetes mechanisches Verbindungskonzept beider Komponenten zu entwickeln und experimentell zu validieren. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der systematischen Analyse geeigneter Verbindungsprinzipien sowie der konstruktiven Ausarbeitung und prototypischen Erprobung einer Vorzugslösung. Die Arbeit ist in ein interdisziplinäres Konsortium aus Fraunhofer IAPT, UKE Hamburg und weiteren Industriepartnern eingebettet und bietet damit einen direkten Bezug zur klinischen Anwendung.

Hier sorgst du für Veränderung:

• Einarbeitung in Thema & Technologien: Du arbeitest dich eigenständig in die Grundlagen der Medizintechnik sowie der mechanischen Verbindungstechnik im Kontext von Implantaten ein. Du führst eine systematische Literaturrecherche zu geeigneten Verbindungsprinzipien – wie Pressfit, Bajonettverschluss, Schwalbenschwanz oder Rastmechanismen – durch und dokumentierst den Stand der Technik.
• Konzeptionelle Entwicklung: Du analysierst die relevanten Anforderungen an die Verbindung hinsichtlich Belastbarkeit, Lösbarkeit und Fertigbarkeit und erarbeitest anhand eines morphologischen Kastens systematisch 3–4 Designvarianten. Daraus leitest du eine fundierte Vorzugslösung ab.
• CAD-Ausarbeitung: Du arbeitest die Vorzugslösung konstruktiv aus und erstellst ein vollständiges CAD-Modell, das die geometrischen und funktionalen Anforderungen des Implantats berücksichtigt.
• Prototypische Umsetzung: Du fertigst Prototypen mittels FDM-Druck für erste Voruntersuchungen und passt die Geometrie iterativ auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse an.
• Bewertung: Du konzipierst und führst experimentelle Versuchsreihen durch und wertest die Ergebnisse systematisch aus – mit Fokus auf Füge- und Haltekräfte sowie die Robustheit gegenüber fertigungsbedingten Toleranzen.

Hiermit bringst du dich ein:

• Laufendes wissenschaftliches Hochschulstudium (vorzugsweise Master) der Fachrichtungen Maschinenbau, Medizintechnik oder einer vergleichbaren Studienrichtung.
• Erste Erfahrungen in der CAD-Modellierung (z. B. CATIA, SolidWorks oder vergleichbar) sowie Grundkenntnisse in der Werkstoffkunde – insbesondere im Umgang mit Metall- und Kunststoffkomponenten.
• Interesse an und idealerweise erste Berührungspunkte mit Konstruktion, Verbindungstechnik und additiver Produktion.
• Analytische und strukturierte Arbeitsweise sowie die Fähigkeit, komplexe Zusammenhänge zwischen Konstruktion, Fertigungstoleranz und klinischen Anforderungen zu erfassen und in praxistaugliche Lösungen zu überführen.
• Sehr gute Deutschkenntnisse (Sprachniveau C) und gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift (Sprachniveau B2).

Was wir für dich bereithalten:

• Flexible Gestaltung der Bearbeitungszeit mit Tätigkeiten vor Ort in Hamburg Bergedorf sowie die Möglichkeit, Teile der Arbeit remote zu erledigen – um Studium, Abschlussarbeit und Nebenjob optimal zu verbinden.
• Relevante Praxiserfahrung an der Schnittstelle zwischen Forschung und Industrie – ideal, um dich auf dein Berufsleben vorzubereiten.
• Die Chance, in einem engagierten und unterstützenden Team zu arbeiten, das dich während der Bearbeitung der Aufgaben betreut und aktiv unterstützt.
• Ein tolerantes Miteinander mit offener Fehlerkultur und der Sicherheit, jederzeit geholfen zu bekommen.

Eine Vergütung durch die Fraunhofer-Gesellschaft wird nicht gezahlt. Wir wertschätzen und fördern die Vielfalt der Kompetenzen unserer Mitarbeitenden und begrüßen daher alle Bewerbungen – unabhängig von Alter, Geschlecht, Nationalität, ethnischer und sozialer Herkunft, Religion, Weltanschauung, Behinderung sowie sexueller Orientierung und Identität. Schwerbehinderte Menschen werden bei gleicher Eignung bevorzugt eingestellt. Unsere Aufgaben sind vielfältig und anpassbar – für Bewerber*innen mit Behinderung finden wir gemeinsam Lösungen, die ihre Fähigkeiten optimal fördern.