Ein Forscherteam in Berlin nutzt digitale Technologien wie 3D-Druck und additive Fertigung, um in nur acht Stunden einsatzfertige und passgenaue orthopädische Prothesen anzufertigen.
- 22 November 2019
Wir arbeiten daran, orthopädische Fertigungsprozesse durch digitale Technik intelligenter zu gestalten.
Moderne orthopädische Prothesen sind zwar raffinierte Hightech-Konstruktionen, werden aber immer noch hauptsächlich manuell gefertigt. Zunächst wird die Knochenstruktur des Patienten oder der Patientin gescannt, gefolgt von der Vermessung der orthopädischen Maße per Hand. Anhand dieser Informationen wird ein Gipsabdruck gefertigt, mit dessen Hilfe Orthopädietechniker und Patienten gemeinsam beurteilen, ob Größe und Passform korrekt sind. Wenn die korrekte Passform feststeht, nutzt der Techniker oder die Technikerin den Gipsabdruck zur Herstellung der fertigen Prothese durch manuelle Laminierung von Carbongewebe.
Doch dieses Verfahren ist zeitraubend, mühsam – und teuer. Aus diesem Grund nutzt das EU-geförderte Projekt ADDcarbori für die Fertigung orthopädischer Prothesen die Errungenschaften des digitalen Zeitalters. Dank einer Kombination aus digitaler Scantechnologie und modernem 3D-Druck wird die Herstellung von Prothesen effizienter und das Produkt effektiver.
Schnelle Fertigung
Das Forscherteam entwickelte einen innovativen Datenhandschuh, mit dem nicht nur ein kleiner Bereich, sondern der gesamte Körper der Patientin oder des Patienten in einem einzigen Scanverfahren vermessen werden kann. Diese Daten liefern dem 3D-Drucker die Informationen, die er für die automatische Herstellung der benötigten Prothese braucht.
So wird direkt vor Ort unter Nutzung spezieller Carbonfasern, die eine hohe Festigkeit bieten, eine passgenaue Prothese gedruckt. Um die Carbonfasern auf die komplexe Oberfläche der Prothese auftragen zu können, entwickelte das Projektteam unter Einsatz eines Industrieroboters mit mehreren 3D-Druckköpfen einen innovativen additiven Fertigungsprozess.
Dem Projektteam zufolge benötigt das gesamte Verfahren – vom Scan bis zur Prothese – maximal acht Stunden.
Erfolgreiche Zusammenarbeit
Das ADDcarbori-Projekt ist eine gemeinsame Initiative der Makea Industries GmbH, der Rehabtech Research Lab GmbH und der Technischen Universität Berlin. Gemeinsam haben die Partner erfolgreich demonstriert, dass es möglich ist, Endlos-Carbonfasern auf vorgedruckte 3D-Formen zu drucken und so faserverstärkte Teile anzufertigen, die stabiler und leichter sind als solche, die mit herkömmlichen 3D-Druckverfahren hergestellt werden.
Dank diesem Projekt erwarb die Makea Industries GmbH das Knowhow und die Erfahrung, die sie braucht, um in den lukrativen Markt für additive Herstellungsverfahren einzusteigen.
Gesamtinvestition und EU-Mittel
Die Gesamtinvestition für das Projekt „ADDcarbori – additive Herstellung von carbonfaserverstärkten Stützsystemen für die individuelle Patientenversorgung“ beläuft sich auf 412 436 EUR, an der sich der Europäische Fonds für regionale Entwicklung mit 206 218 EUR im Rahmen des operationellen Programms „Berlin“ für den Programmplanungszeitraum 2014-2020 beteiligt. Die Investition fällt unter die Priorität „Forschung und Innovation“.