Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kostengünstige Prothesenherstellung durch FDM-Druck

02.10.2014

Der 3D-Druck kommt in zahlreichen Branchen zum Einsatz. Da die Technologien individuelle Produktanforderungen berücksichtigen, werden sie vor allem bei der Herstellung einzelner Bauteile und Prototypen verwendet. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Kosten in den letzten Jahren stark gesenkt wurden. Von beiden Faktoren profitiert auch die Medizin- und Orthopädietechnik. Hier ermöglicht die generative Fertigung passgenaue Prothesen und Orthesen zu niedrigen Preisen. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung arbeitet daran, günstige Druckmethoden für die Herstellung von Prothesen zu entwickeln.

Lange Zeit galt der 3D-Druck als ein Privileg großer Firmen oder spezialisierter Dienstleistungsunternehmen. Die Druckverfahren waren komplex, die Maschinen und Materialien teuer. In den vergangenen Jahren wurden jedoch Geräteentwickelt, die mit günstigeren Werkstoff- und Herstellungskosten auskommen.


Mithilfe des FDM-Verfahrens können individuelle Prothesen und Orthesen kostengünstig gedruckt werden.

Quelle: Fraunhofer IPA

Besonders populär ist das Verfahren »Fused Deposition Modelling« (FDM), bei dem das Druckmaterial mit einer frei beweglichen Heizdüse lokal geschmolzen und schichtweise aufgetragen wird. Jannis Breuninger, Abteilung »Biomechatronische Systeme«, sieht im FDM-Druck enorme Potenziale für die Orthopädiebranche.

Da die Maße des Patienten in eine CAD-Software eingegeben werden, entsteht ein eigens auf ihn angepasstes Produkt. »Durch den FDM-Druck ist Individualisierung nicht länger mit hohen Kosten verbunden«, erklärt Breuninger.

Druckverfahren und Geometrie für Prothesenherstellung optimiert

Um mit dem FDM-Verfahren optimierte Prothesen und Orthesen herzustellen, müssen Drucker und Endprodukt genauestens aufeinander abgestimmt werden. In Kooperation mit der Firma »HypeCask« haben die IPA-Wissenschaftler einen speziell an das Druckverfahren angepassten Prothesenfuß entwickelt.

Gleichzeitig bestimmten sie für den 3D-Drucker »Delta Tower« geeignete Druckparameter, wie Materialstärke und Schmelztemperatur. Da der Prothesenfuß hohen mechanischen Belastungen standhalten muss, ist zudem die geometrische Form ausschlaggebend.

»Normalerweise werden beim FDM-Druck Stützstrukturen benötigt. Um Zeit und Kosten zu sparen, haben wir eine Geometrie entwickelt, die auch ohne diesen Zusatz auskommt«, erläutert Breuninger. Der FDM-Druck findet in der Medizintechnik bislang kaum Verwendung. 3D-Drucktechnologien werden hier hauptsächlich in Form von teuren Metallschmelzverfahren, beispielsweise »Selektives Laserschmelzen«, im Bereich der Implantate eingesetzt.

Das Ziel des Fraunhofer IPA ist es, den Herstellungsprozess so weit zu optimieren, dass er in der Orthopädie adaptiert und eingesetzt werden kann. Auf diese Weise könnten Menschen auf der ganzen Welt, die ein Körperteil verloren haben, ein Stück Lebensqualität zurückerhalten. Derzeit arbeitet die Abteilung »Generative Fertigung« unter der Leitung von Steve Rommel daran, das FDM-Verfahren weiterzuentwickeln.

Fachlicher Ansprechpartner
Jannis Breuninger | Telefon +49 711 970-1808 | jannis.breuninger@ipa.fraunhofer.de | Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Weitere Informationen:

http://www.ipa.fraunhofer.de

Jörg Walz | Fraunhofer-Institut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Neues Verfahren zur Inprozesskontrolle in der Warmumformung
18.08.2017 | Fachhochschule Südwestfalen

nachricht Forschungsprojekt zu optimierten Oberflächen von Metallpulver-Spritzguss-Werkzeugen
17.08.2017 | Hochschule Pforzheim

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie