Biomechanik Labor
Das Biomechanik-Labor (BMLAB) gehört zum Fachbereich Biomechanik an der Karl Landsteiner Privatuniversität für Gesundheitswissenschaften.
Das BMLAB beschäftigt sich mit der Erforschung der mechanischen und morphologischen Eigenschaften von biologischen Materialien. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf muskuloskelettalen Geweben wie Knochen, Sehnen und Bändern. Das Labor ist mit Spitzensystemen aus dem Bereich der mechanischen Prüfung und Bildgebung ausgestattet. Zu den experimentellen Mitteln gehören:
- Zugversuche (quasistatisch und dynamisch)
- optische Dehnungs- und Verschiebungsverfolgung
- Mikrocomputertomographie
- Präzisions-3D-Scanning
- Lichtmikroskopie
- 3D-Druck
- Mechanische Werkstatt
- Probenaufbereitung und Lagerung von biologischen Geweben
Ein überwiegender Teil der Ausstattung gehört zur Core Facility am Campus Krems und wurde von der Gesellschaft für Forschungsförderung Niederösterreich m.b.H. (GFF NÖ) gefördert. Das BMLAB ist offen für Kooperationen und Aufträge von Dritten - auch aus Bereichen, die nicht mit der Biomechanik verwandt sind.
Zwick/Roell Z030
Quasistatische axiale mechanische Prüfung
Die Prüfmaschine Z030 von Zwick/Roell ist ein elektromechanisches Axialprüfsystem. Die Maschine unterstützt quasistatische Prüfungen bis zu 30kN. Flache und zylindrische Proben können mit den montierten pneumatischen Probenhaltern gegriffen und ausgerichtet werden. Kundenspezifische Halterungen können in der Werkstatt des BMLAB hergestellt werden.
Die Prüfmaschine Z030 bietet eine vielseitige Umgebung für alle Arten von Axialtests bei niedrigeren Verschiebungsraten.
Spez. Wert
- Nennkraft +/- 30 kN
- Prüfraumbreite max. 440 mm
- Prüfraumhöhe max. 1355 mm
- Prüfgeschwindigkeit max. 1000 mm/min
- Positionsauflösung 0,52982 nm
- Spannweite max. (Standardprobenhalter) 26 mm
- Spanndurchmesser (Standardprobenhalter) 49 mm
Zwick/Roell LTM-5
Dynamische axiale mechanische Prüfung
Die Prüfmaschine LTM-5 von Zwick/Roell ist ein elektrisches dynamisches Axialprüfsystem, das auf der Linearmotortechnik basiert. Die Maschine unterstützt statische und dynamische Prüfungen bis zu 5kN und 100Hz. Flache und zylindrische Proben können mit den montierten pneumatischen Probenhaltern gegriffen und ausgerichtet werden. Kundenspezifische Halterungen können in der Werkstatt des BMLAB hergestellt werden. Das LTM-5 bietet die perfekte Umgebung für Ermüdungs- und Lebensdauerprüfungen.
Spez. Wert
- Statische Nennkraft +/- 3,5 kN
- Dynamische Nennkraft +/- 5 kN
- Prüfraumbreite max. 460 mm
- Prüfraumhöhe max. 781 mm
- Länge des Kolbens max. +/- 30 mm
- Frequenz max. 100 Hz
- Geschwindigkeitsbereich 1 mm/min - 1,5 m/s
- Positionsauflösung +/- 2 µm
- Druck in der Spannmittelleitung max. 15 bar
- Spannraum Probenhalter 32 x 28 x 9mm (Raum zwischen Klemmkeilen)
Zwick/Roell zwickiLine Z2.5
Quasistatische mechanische Prüfung mit Rotationsfreiheitsgrad
Die Prüfmaschine zwickiLine von Zwick/Roell ist ein elektromechanisches Universalprüfsystem. Die Maschine unterstützt quasistatische Prüfungen bis zu 2,5 kN. Flache und zylindrische Proben können mit den montierten Schraub-Probenhaltern gegriffen und ausgerichtet werden. Kundenspezifische Halterungen können in der Werkstatt des BMLABs hergestellt werden.
Die Prüfmaschine Z2.5 bietet eine vielseitige Umgebung für alle Arten von Axialtests bei niedrigeren Prüfkräften sowie zur Ermittlung von Drehmomenten.
Spez. Wert
- Nennkraft +/- 2,5 kN
- Prüfraumtiefe max. 105 mm
- Prüfraumhöhe max. 1065 mm
- Prüfgeschwindigkeit max. 1000 mm/min
- Positionsauflösung 27.7 nm
Bruker Skyscan 1173
Mikro-Computertomographie (microCT)
Das Mikro-Computertomographie-System Bruker Skyscan 1173 (uCT) wird zur zerstörungsfreien Gewinnung hochpräziser Geometriedaten von kleinen bis mittelgroßen Proben eingesetzt. In einer Scankammer werden hunderte von Röntgenprojektionen von der Probe aufgenommen. Aus diesen kann ein Rekonstruktionsalgorithmus eine 3D-Volumendarstellung der Probe erstellen. Dieses so genannte "Voxel-Bild" enthält Geometrie aus dem Inneren der Probe, die ursprünglich von außen nicht sichtbar war. Je nach Probengröße sind Auflösungen von bis zu 5 Mikrometern möglich.
Das System wird eingesetzt für:
- Zerstörungsfreie Visualisierung des "Inneren" einer Probe.
- Gewinnung von Geometriedaten für FE-Simulation und 3D-Druck.
- Messung von Länge, Fläche, Volumen von Teilen im Inneren einer Probe.
- Gewinnung von morphometrischen Daten (Porengrößenverteilung, Faserorientierung, ...)
- Messung der Verkalkung von Gewebe
Spez. Wert
- Röntgenquelle 40-130kV,8W ,<5 µm Spotgröße
- Röntgendetektor verzerrungsfreier Flachbildsensor 2240x2240 Pixel, 12 Bit
- Maximale Objektgröße 140mm im Durchmesser, 200mm in der Länge (100-140mm Scanlänge)
- Räumliche Auflösung <4-5 µm Detailerkennbarkeit
- Rekonstruktion GPU-beschleunigte FDK-Rekonstruktion
- Strahlungssicherheit <1 µSv/h in 10 cm Entfernung von der Geräteoberfläche
GOM Aramis
Optische 3D-Dehnungs- und Verschiebungsverfolgung
GOM Aramis ist ein optisches Messsystem für die 3D-Verfolgung von Oberflächendehnungen und/oder einzelnen Markern auf Proben mit hoher Genauigkeit. Für Dehnungsfeldmessungen muss die Probenoberfläche mit einem Speckle-Muster bedeckt werden. Das Messvolumen kann durch den Austausch des Kameraprofils (Metallteil zwischen den Kameras) schrittweise verändert werden.
Das System kann mit Messungen auf den Axialprüfmaschinen Z030 oder LTM5 synchronisiert werden.
Spez. Wert
- Auflösung max. 6M (2752x2200)
- Aufzeichnungsrate (Vollbild) max. 25 Hz
- Aufzeichnungsrate (Binning-Modus) max. 44 Hz
- Facettengröße min. 15x15 Pixel (2 Pixel Überlappung)
- Verfügbare(s) Kameraprofil(e) P 150mm
- Messabstand für P 150mm 350mm
- Messvolumen für P 150mm 30x20x10mm bis 150x120x90mm
GOM Atos Core 300
Industrieller 3D-Scanner für kleine bis mittelgroße Objekte
Der GOM Atos-Core 300 ist ein 3D-Scansystem, das für die 3D-Virtualisierung von kleinen bis mittelgroßen Bauteilen optimiert ist. Es kann für Reverse-Engineering eingesetzt werden. Das System liefert qualitativ hochwertige 3D-Polygonnetze im STL-Format mit einer Positionsgenauigkeit von wenigen Mikrometern. Ein geschlossenes Netz kann durch Zusammenfügen von Aufnahmen aus verschiedenen Winkeln erstellt werden. In diesem Fall sind Referenzmarkierungen auf einem Drehteller oder auf dem Prüfling selbst erforderlich.
Spez. Wert
- Messbereich 300 x 230 mm
- Arbeitsabstand 440 mm
- Sensortreiber 5 Millionen PPS
- Punktabstand 0,12 mm
HBM QuantumX und Sensoren
Universelles Datenerfassungssystem (DAQ)
Das HBM QuantumX MX840B ist ein universelles Datenerfassungsmodul. An jeden der 8 verfügbaren Kanäle können Sensoren und Aufnehmer angeschlossen werden, die auf 17 verschiedenen Sensortechnologien basieren. Die Universalmodule verfügen über einen 24-Bit-Analog-Digital-Wandler, Abtastraten von 40 kHz pro Kanal und aktive Tiefpassfilter und sind für ihre hohe Präzision bekannt. Der Verstärker kann direkt an beide Zwick Prüfmaschinen angeschlossen werden, um die Datenerfassung zu synchronisieren.
- Genauigkeitsklasse: bis zu 0,05%
- Abtastrate pro Kanal: bis zu 40 kHz
Verfügbare Sensoren im BMLAB
- 1-S2M/10N-1 Einachsige Kraftmesszelle
- 1-S2M/100N-1 Einachsige Kraftmesszelle
- 1-S2M/500N-1 Einachsige Kraftmessdose
- 1-U10M/5KN Einachsige Kraftmesszelle
- 1-U10M/25KN Einachsige Kraftmessdose
- 1-WA/20MM-T Verschiebungssensor
- K-MCS10 6-achsige Kraftmesszelle MCS10, Kapazität: 5/5/25kN 350/350/350Nm
Geräte zur Vorbereitung
- Diamantbandsäge
- Diamantkreissäge
- Poliermaschine
Sektion
Ein Seziertisch mit einem reinigbaren Schraubstock ermöglicht eine saubere und ordentliche Untersuchung, Sektion und Präparation von Geweben. Vakuum und Druckluft sind vorhanden.
3D Druck
3D-Drucker eignen sich ideal für das Prototyping von Bauteilen und die Herstellung komplexer Komponenten für experimentelle Aufbauten.
Verfügbare Drucker im BMLAB:
-
Fused Deposition Modeling (FDM)
- Prusa MK3
-
Prusa MINI
Spez. Wert
Druckvolumen max.: 210 x 210 x 250 mm
Druckmaterialien: PLA, PETG, TPU, etc.
-
Resin 3D-Druck
- Prusa SL1S
-
Anycubic Photon Mono 4K
Spez. Wert
Druckvolumen max.: 132 x 80 x 165 mm
Druckmaterialien: Standardharz, klares Harz, etc.
Werkstatt
Herstellung von Präzisionsteilen aus Metall, Kunststoff usw.
Mit einer eigenen Werkstatt können Versuchsaufbauten und Adaptionen im eigenen Haus gefertigt werden. Anpassungen und kleinere Fertigungsaufgaben können schnell und flexibel durchgeführt werden. Eine Standard-Drehmaschine und eine Standard-Fräsmaschine sowie Handwerkzeuge für Metalle und Kunststoffe sind vorhanden.
Verfügbare Maschinen Specs.
- Drehmaschine Hans Schreiner S900 Digital Lmax = 900mm, Hmax=160mm
- Fräsmaschine Hans Schreiner ZA Y7045M2-HK- Digital Lmax = 585mm, Bmax=205mm
- CNC-Fräsmaschine BZT PFX 700 Bewegung: Y720xX520xZ450mm
Leitung Biomechanik Labor
Ass.-Prof. DI Dr. Andreas Reisinger
Leitung Biomechanik Labor, Leitung
Fachbereich Biomechanik
Team
Ass.-Prof. DI Dr. Andreas Reisinger
Leitung Biomechanik Labor, Leitung
Fachbereich Biomechanik
