In den vergangenen Jahren tauchte der 3D-Druck in unterschiedlichsten Zusammenhängen auf. Zwar ist die Technologie nicht neu, durch moderne Verfahren lässt sich die Technologie jedoch in immer mehr Bereichen anwenden.

Auch in der Orthopädietechnik bietet der 3D-Druck Potenzial. Analoge Prozesse werden digitalisiert und orthopädische Hilfsmittel lassen sich „einfach“ drucken. Dabei müssen die Vorteile einzelner Techniken des 3D-Drucks kombiniert werden. Je nach Verfahren lassen sich Produkte mit spezifischen Eigenschaften fertigen. Um eine optimale Versorgung zu bieten, müssen, je nach Hilfsmittel spezifische Prozesse erprobt werden. Die Frage, wann der Einsatz der Technologie sinnvoll ist und die Arbeit verbessert, steht bei der Forschung im Fokus.

Aber auch das Thema Nachhaltigkeit ist ein wesentlicher Treiber bei der Integration der Technologie in die Fertigung. Eine nachhaltig produzierte Orthese, die recycelt werden kann – mit der 3D-Technologie wird das möglich.

2017 wurde der erste 3D-Drucker bei Kriwat angeschafft. Heute sind bereits sieben Drucker im Einsatz. Verschiedene Prozesse werden hier täglich erprobt und optimiert. Am Ende müssen bei einem Produkt immer die medizinischen Ansprüche an ein Hilfsmittel erfüllt werden.

Der Weg zur 3D-gedruckten Orthese

Beratung: Bei einer 3D-gedruckten Orthese kann auf individuelle Wünsche und Bedürfnisse des Kunden eingegangen werden. Im Rahmen einer ausführlichen Beratung werden die verschiedenen Möglichkeiten erläutert und ein passendes Produkt für den Kunden ausgearbeitet.

3D-Scan: Mit dem 3D-Scanner wird das Körperteil, für welches eine Orthese angefertigt werden soll, abgescannt und digitalisiert. Das Abscannen erfolgt innerhalb weniger Sekunden.

3D-Modellierung: Bei der 3D-Modellierung wird die Orthese geplant und für den Druck vorbereitet. Um alle Informationen aus der Beratung richtig einzuarbeiten, wird die Beratung und Modellierung von einem Mitarbeiter durchgeführt. Die Modellierung erfolgt am Computer. Durch spezielle Programme lassen sich kleinste Veränderungen an der Orthese vornehmen.

3D-Druck: Im Anschluss an die Modellierung wird die Orthese mit dem 3D-Drucker gedruckt. Bei Kriwat erfolgt der Druck in der eigenen Werkstatt, sodass eine schnelle Lieferung möglich ist. Dabei wird das Material auf 215 – 220 Grad erhitzt und Schicht für Schicht aufgebaut, sodass am Ende eine fertige Orthese steht.

Auslieferung: Bei der Auslieferung können noch kleine Korrekturen vorgenommen werden, um eine optimale Versorgung zu gewährleisten. Bei der herkömmlichen Fertigung wird für die Herstellung einer individuellen Orthese mit bis zu sieben Werktagen gerechnet. Mittels des 3D-Drucks lassen sich individuelle Orthesen innerhalb von 24 Stunden produzieren.

Die Stereolithografie (SLA-Verfahren) in der Orthopädietechnik

Die Fertigung der Orthesen erfolgt nach dem SLA-Verfahren. Dabei wird flüssiges Harz mit einem UV-Laser Schicht für Schicht aufgebaut. Um die gewünschte Form zu erhalten, wird das Harz in einem Becken an bestimmten Stellen ausgehärtet. Mit dem Verfahren lassen sich flexible wie starre Strukturen konstruieren.

Durch das Abscannen z.B. des Sprunggelenks kann die Orthese ohne Verschnitt angefertigt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren lassen sich so Ressourcen einsparen.

Über die Feinheit des Strahls können besonders glatte und filigrane Oberflächen gefertigt werden. Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens ist die Zeitersparnis bei der Produktion. Während zuvor die Herstellung einer Sprunggelenksorthese ca. 7-10 Tage in Anspruch genommen hat, ist durch den 3D-Druck eine Fertigstellung innerhalb von 24 Stunden möglich. Der Drucker kann dabei autonom über Nacht die Orthese fertigen.

Auch für den Kunden bietet das Verfahren einige Vorteile. Für die Orthese ist lediglich das berührungslose Abscannen des Sprunggelenks notwendig. Der Prozess erfolgt innerhalb weniger Sekunden. Zudem ist das Harz, aus welchem die Orthesen hergestellt werden, sehr robust und kann ohne Probleme abgewaschen werden.

3D-Druck zur Fertigung orthopädischer Hilfsmittel

Was kommt als Nächstes?

In naher Zukunft soll auch der Druck von maßgefertigten Einlagen möglich sein. Insbesondere hierbei fällt derzeit noch viel Verschnitt an, der so eingespart werden könnte. Zudem ist hier beim Einsatz entsprechender Materialien eine sehr schnelle Produktion möglich.