„Digi­ta­le Fer­ti­gung“: Aus­tausch trotz Abstand

Von den Grund­la­gen der Addi­ti­ven Fer­ti­gung über die Scan-Tech­no­lo­gie, die Model­lie­rung und den 3D-Druck bis hin zur Qua­li­täts­si­che­rung sowie einem Aus­blick in die Zukunft der Digi­ta­li­sie­rung reich­ten die The­men der 26 Vor­trä­ge. „Beson­de­re Situa­tio­nen erfor­dern beson­de­re For­ma­te!“. Mit die­sen Wor­ten eröff­ne­te Dr. phil. Ann-Kath­rin Höm­me, Lei­te­rin des Insti­tuts für Mess­tech­nik und Bio­me­cha­nik und Lei­tung des Stu­di­en­gangs Ortho­pä­die- und Reha­bi­li­ta­ti­ons­tech­nik der BUFA, die Online-Veranstaltung.

Grund­la­gen und ers­te Ein­bli­cke in die Scan-Technologie

„Wel­che Unter­schie­de gibt es zwi­schen der Addi­ti­ven und der kon­ven­tio­nel­len Fer­ti­gung?“: Mit der Beant­wor­tung die­ser Fra­ge eröff­ne­te Prof. Dr.-Ing. Jan T. Sehrt vom Lehr­stuhl für Hybrid Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring der Ruhr-Uni­ver­si­tät Bochum sei­nen Vor­trag. Beson­de­res Merk­mal der Addi­ti­ven Fer­ti­gung sei der schicht­wei­se Auf­bau und die damit ver­bun­de­nen typi­schen Stu­fen­ef­fek­te. „Aber wann lohnt sich die Addi­ti­ve Fer­ti­gung? Wel­che Ein­fluss­fak­to­ren spie­len dabei eine Rol­le?“, frag­te Prof. Dr.-Ing. Sebas­ti­an Bre­men vom Goe­the­Lab for Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring der Fach­hoch­schu­le Aachen im Anschluss. Beson­ders bei kom­ple­xen Bau­tei­len loh­ne es sich, so sei­ne Erfah­rung. Bei den Pro­zes­sen müs­se man auch immer die Ein­fluss­fak­to­ren wie die Kon­struk­ti­on, den Pro­zess und die Werk­stof­fe beach­ten. Das „Fused Lay­er Model­ling“ (FLM)-Druckverfahren eig­ne sich bei­spiels­wei­se zur Ver­ar­bei­tung von Poly­me­ren, wäh­rend das „Laser Power Bed Fusi­on“ (LPBF)-Verfahren die Mög­lich­keit bie­te, metal­li­sche Legie­run­gen zu funk­ti­ons­in­te­grier­ten Bau­tei­len zu ver­ar­bei­ten. Zu den tech­ni­schen Grund­la­gen des 3D-Scans refe­rier­te Micha­el Hoff­mann vom Fach­ge­biet Digi­ta­le Pro­dukt­ent­wick­lung und Fer­ti­gung der Hoch­schu­le Trier. Dabei ver­glich er die Vor- und Nach­tei­le der tak­ti­len Mes­sung mit Mess­punk­ten gegen­über dem kon­takt­lo­sen Ver­fah­ren mit Punktwolke.

Einen Ein­druck davon, wie die prak­ti­sche Umset­zung der Digi­ta­li­sie­rung in der Ortho­pä­die-Tech­nik aus­se­hen kann und wel­che Vor­tei­le damit ein­her­ge­hen, gaben die fol­gen­den drei Refe­ren­ten: The­re­sa Kempf prä­sen­tier­te den digi­ta­len Work­flow, der sich bei der Bril­lin­ger Ortho­pä­die GmbH eta­bliert hat. Ange­fan­gen mit der Daten­er­fas­sung per iPad-Scan­ner oder Struk­tur­licht­scan­ner bis zur Model­lie­rung mit­tels CAD-Soft­ware sei die Fer­ti­gung indi­vi­du­el­ler Orthe­sen effek­ti­ver. Ob Gesichts­mas­ke, Fin­ger- oder Armor­the­sen – der 3D-Druck eröff­ne vie­le Mög­lich­kei­ten. Digi­ta­le Pro­zes­se und die teil­di­gi­ta­li­sier­te Fer­ti­gung ber­gen gro­ßes Poten­ti­al für KMUs, aber es feh­len für die Gesund­heits­hand­wer­ke all­ge­mein­gül­ti­ge und vali­dier­te Ver­fah­ren, belast­ba­re Hand­lungs­emp­feh­lun­gen und Schu­lungs­kon­zep­te, resü­mier­te danach Chris­ti­an Hartz, Geschäfts­füh­rer der Epro­tec Ortho­pä­die­tech­nik GmbH, in sei­nem Vor­trag, in dem er u. a. auch die Hür­den für eine erfolg­rei­che Imple­men­tie­rung auf­zeig­te. Ein Update der digi­ta­len Ver­sor­gungs­pro­zes­se für Ortho­pä­die­tech­ni­ker beim iFab, der digi­ta­len Pati­en­ten­ver­sor­gungs­platt­form von Otto­bock, prä­sen­tier­ten Mar­co Volk­mar, Head of iFab Otto­bock Health­Ca­re Deutsch­land GmbH, und Jens Volk­mar vom iFab-Team. Ihr Tipp: am bes­ten die digi­ta­len Ver­sor­gungs­pro­zes­se immer da nut­zen, wo sie passen.

Scan­nen, Mes­sen und digi­ta­les Modellieren

„Es gibt nicht den bes­ten Scan­ner für alles“, pos­tu­lier­te Anto­ni­us Kös­ter, Geschäfts­füh­rer der Anto­ni­us Kös­ter GmbH & Co. KG, in sei­nem Vor­trag. Bevor man inves­tie­re, müs­se man die Qua­li­tät, die Pro­duk­ti­vi­tät und die Kos­ten des Scan­ners gegen­ein­an­der abwä­gen und dabei den Zweck, den der Scan­ner erfül­len soll, nicht aus dem Auge ver­lie­ren. Die „Digi­ta­le Tex­ti­lie als Scan­ner“ stell­ten Tho­mas Ruepp, Bell­wand-TEC GmbH NW, und Prof. Dr. Jor­is Pas­cal, Fach­hoch­schu­le Nord­west­schweiz, vor. Fle­xi­ble Lei­ter­plat­ten wer­den in die Tex­ti­li­en, in die­sem Fall in einen Mess­strumpf, inte­griert. Die Mach­bar­keits­stu­die mit dem Pro­to­typ wur­de abge­schlos­sen und die Ent­wick­ler rech­nen in ca. 2 Jah­ren mit der Markt­rei­fe. Die Vor­tei­le des 3D-Scans mit Posi­tio­nie­rungs­punk­ten stan­den im Mit­tel­punkt des Vor­trags von Chris­ti­an Kienz­le, Geschäfts­füh­rer der Poh­lig GmbH. Dank der genau­en Mes­sung mit der Sim­Brace®- Tech­no­lo­gie könn­ten Pro­the­sen und Orthe­sen simu­liert wer­den, bevor sie pro­du­ziert werden.

Anhand von Bei­spie­len stell­te Knut Leh­mann, Inha­ber des KLIB-Knut Leh­mann Inge­nieur Büros, Scan­ner­mo­del­le und ihre Ein­bin­dung in die Model­lie­rungs­soft­ware vor, die für unter­schied­li­che Anwen­dun­gen in der Ortho­pä­die-Tech­nik geeig­net sind. „Frü­her oder spä­ter setzt sich der 3D-Druck durch“, ist sich Refe­rent Dipl.-Ing (FH) Johan­nes Pröbs­ting vom Got­tin­ger Han­dels­haus OHG sicher. Sei­ner Erfah­rung nach sei eine Über­tra­gung von ortho­pä­die­tech­ni­schen Anfor­de­run­gen ins Digi­ta­le mög­lich, aber eine Ein­ar­bei­tung aller Betei­lig­ten in die gesam­te Tech­nik dabei not­wen­dig. Wie bei­spiels­wei­se ein digi­ta­ler CAD­Ar­beits­platz aus­se­hen könn­te, zeig­te dann Makram Teb­bi, Mana­ging Direc­tor at Mobi­lis — Digi­tal Manu­fac­tu­ring Dubai, in sei­ner Prä­sen­ta­ti­on. Er sieht den größ­ten Vor­teil in der Zeit­er­spar­nis bei der Erstel­lung des Hilfs­mit­tels (z. B. mit der Soft­ware Geo­ma­gic Free­form®), da man im Lau­fe der Zeit aus einer Viel­zahl von Model­len auf­bau­en könn­te und die­se dann ent­spre­chend des indi­vi­du­el­len Scans nur noch nach­jus­tie­ren müs­se. „Man kann klein anfan­gen, man muss nicht gleich alles kön­nen“, so sei­ne Bot­schaft. Wie Biblio­theks­mo­del­le in der Rodin4D-Soft­ware erstellt wer­den, zeig­te dann Juli­an Halem­ba, Mit­ar­bei­ter der Fir­ma Rodin. Einer­seits kön­ne man selbst ein­ge­scann­te Model­le kon­stru­ie­ren oder ande­rer­seits die in der Biblio­thek der Soft­ware hin­ter­leg­ten Model­le nut­zen und die­se an die rea­len Gege­ben­hei­ten der Pati­en­ten anpassen.

Qua­li­täts­si­che­rung als Herausforderung

Die Mate­ri­al­ei­gen­schaft wird erst im Druck­pro­zess erzeugt: Das sei eine der Her­aus­for­de­run­gen bei der Qua­li­täts­si­che­rung im Zeit­al­ter der Digi­ta­li­sie­rung. Die Tech­no­lo­gie sei gesetzt, aber die Qua­li­täts­si­che­rung müs­se noch eta­bliert wer­den, so die Auf­fas­sung von Gre­gor Reisch­le, Head of Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring beim TÜV Süd. Damit gab er am zwei­ten Tag des Semi­nars einen Vor­ge­schmack auf die Anfor­de­run­gen, die die Euro­päi­sche Medi­zin­pro­duk­te­ver­ord­nung (MDR) an die Pro­duk­ti­on 3D-gedruck­ter Hilfs­mit­tel vor­aus­sicht­lich stel­len wird.

Dass sich indi­vi­du­ell gefer­tig­te Pro­the­sen und Orthe­sen, die im Laser-Sin­ter-Ver­fah­ren her­ge­stellt wer­den, bereits als eine Lösung im Markt eta­bliert haben, zeig­te Tho­mas Gradl, Busi­ness Deve­lo­p­ment Mana­ger Medi­cal bei der EOS GmbH, anhand von zahl­rei­chen Bei­spie­len. Beson­de­re Spe­zi­al­kon­struk­tio­nen berei­cher­ten den fol­gen­den Vor­trag von Andre­as Flamm, Geschäfts­füh­rer und CEO bei der OT4 Ortho­pä­die­tech­nik GmbH. Sei­ne Dienst­leis­tung sehe er als eine ver­län­ger­te Werk­bank, deren Pro­duk­te dem Ortho­pä­die­tech­ni­ker die all­täg­li­che Arbeit erleichtern.

„Jede digi­ta­le Kon­struk­ti­on ist nur so gut wie der Scan“, berich­te­te dann Refe­rent Fynn Güh­ne, Pro­jekt­ma­na­ger beim Inge­nieur­bü­ro Krem­ser, von sei­nen Erfah­run­gen. Ein wei­te­rer Vor­teil: die par­al­le­le Fer­ti­gung meh­re­rer Orthe­sen aus den Scan­da­ten eines Pati­en­ten, z. B. eine Orthe­se für die All­tags­ver­sor­gung, eine Bade­or­the­se und eine Lage­rungs­or­the­se. Wie weit die Vali­die­rung vir­tu­el­ler Belas­tungs­tests funk­tio­nie­ren kann und wel­chen Ein­fluss die Simu­la­tio­nen auf den Pro­duk­ti­ons­pro­zess haben kön­nen, stell­te anschlie­ßend Fran­zis­ka Glas, Lei­tung der Qua­li­täts­si­che­rung (Simu­la­ti­on und Test­ing) der Mecu­ris GmbH, in ihrem Vor­trag vor.

Noch mehr Ant­wor­ten, wie der Ein­stieg in die Digi­ta­li­sie­rung prak­tisch umsetz­bar ist, beka­men die Zuhö­rer von Andre­as Vel­ten, IFA3D Medi­cal Solu­ti­ons GmbH. Neben den Grund­kennt­nis­sen (Scan­nen, Soft­ware, Mate­ria­li­en und gesetz­li­che Rege­lun­gen) sei die Ver­net­zung der Akteu­re aus sei­ner Sicht sehr wich­tig. Die­sen Netz­werk­ge­dan­ken befür­wor­te­ten auch die fol­gen­den Refe­ren­ten Cars­ten Suh­le und Bernd Urban. Suh­le, Ortho­pä­die­tech­ni­ker der Sani­täts­haus Klinz GmbH, for­der­te eine Syn­the­se von ana­lo­gen und digi­ta­len Pass­tei­len und zeig­te die Mach­bar­keit anhand eines Bei­spiels. Für die wei­te Zukunft sehe er durch die fort­schrei­ten­de Digi­ta­li­sie­rung, dass Algo­rith­men und Künst­li­che Intel­li­genz ggf. das Hand­werk erset­zen könn­ten. Auf die Pro­blem­stel­lung „Siche­rung des eige­nen geis­ti­gen Eigen­tums“ im digi­ta­len Pro­zess wies Bernd Urban, Pro­ku­rist Sani­täts­haus Urban & Kemm­ler GmbH, hin, wäh­rend er sich der Fra­ge wid­me­te, ob Algo­rith­men in der ortho­pä­die­tech­ni­schen Ver­sor­gung einen Wider­spruch darstellen.

Digi­ta­li­sie­rung in For­schung und Praxis

„Wenn wir uns in zehn Jah­ren wie­der­tref­fen, wer­den wir Din­ge sehen, die wir heu­te noch gar nicht abse­hen kön­nen“, ver­deut­lich­te Micha­el Hoff­mann gleich zu Beginn sei­nes zwei­ten Vor­trags die zukünf­ti­ge Ent­wick­lung. Die Tech­no­lo­gie schaf­fe neue Geschäfts­mo­del­le, des­sen müs­se man sich bewusst sein. Ob Revo­lu­ti­on oder Evo­lu­ti­on – die­se Ent­wick­lung sei noch nicht abzu­se­hen. Einen ande­ren inno­va­ti­ven Ansatz, das Pro­jekt „Pro­fes­sio­nel­le Open Source Hard­ware in der Ortho­pä­die“, prä­sen­tier­ten Niels Lich­tent­hä­ler und Adria­na Cabre­ra, Make­Opae­dics. Aus­ge­hend von einem Man­gel an pro­fes­sio­nel­len, digi­tal gefer­tig­ten Hilfs­mit­teln, die als Open-Source-Hard­ware ver­füg­bar sind, will das Pro­jekt den Wan­del des Ver­sor­gungs­sys­tems mit ortho­pä­di­schen Hilfs­mit­teln unterstützen.

In wel­che Rich­tung die zukünf­ti­ge For­schung geht und wo die Poten­zia­le bio­me­cha­ni­scher Tech­nik für die Digi­ta­le Fer­ti­gung lie­gen, führ­te Prof. Dr.-Ing. Welf-Gun­tram Dros­sel, Tech­ni­sche Uni­ver­si­tät Chem­nitz, aus. Wie eine digi­ta­li­sier­te Pro­zess­ket­te zur Fer­ti­gung medi­zi­ni­scher Pro­duk­te auf Basis inkre­men­tel­ler Form­ge­bung aus­se­hen könn­te, schil­der­te im Anschluss André Leon­hardt, wis­sen­schaft­li­cher Mit­ar­bei­ter der TU Chem­nitz Fakul­tät Maschinenbau.

Zum Abschluss der Vor­trä­ge erläu­ter­te Dani­el Jäger die Visi­on des Netz­werks „Smar­tOT“, wel­ches einen effek­ti­ven Ein­stieg in die digi­ta­len Tech­ni­ken in der Ortho­pä­die-Tech­nik ermög­li­chen soll.

Im Aus­tausch bleiben

Tref­fen­de Wor­te zum ers­ten Online-Sym­po­si­um der BUFA fand Dr. phil. Ann-Kath­rin Höm­me am Ende der span­nen­den zwei Tage: „Wir hat­ten umfas­sen­de Ein­bli­cke in den Ist-Zustand, span­nen­de Ein­drü­cke vom Jetzt aus der Pra­xis und kon­tro­ver­se und inter­es­san­te Mei­nun­gen, was das Mor­gen betrifft. Die Bereit­schaft, sich aus­zu­tau­schen war trotz des Online-For­mats abso­lut sicht­bar. Das zeigt, dass das The­ma Digi­ta­li­sie­rung uns alle betrifft. Und egal auf was wir es gera­de bezie­hen: Wir befin­den uns in dyna­mi­schen Zei­ten. Las­sen Sie uns dies als Chan­ce sehen, als posi­ti­ve Her­aus­for­de­rung und trotz Abstand im Aus­tausch bleiben“.

Ire­ne Mechsner