Gut model­liert wird dop­pelt belohnt

Model­lie­ren und Kon­stru­ie­ren sind in der digi­ta­len Hilfs­mit­tel­fer­ti­gung der zwei­te Schritt im Fer­ti­gungs­pro­zess. Wenn Sie die­ser Auf­ga­be eine Gewich­tung zuspre­chen müss­ten, wie wich­tig ist das Model­lie­ren für den Prozess?

Anzei­ge

Stef­fen Matyssek: Das Model­lie­ren ist nach wie vor der ent­schei­den­de Arbeits­schritt bei der Her­stel­lung unse­rer Son­der­an­fer­ti­gun­gen. Hier wird die Pass­form fest­ge­legt und der Sitz des Hilfs­mit­tels am Pati­en­ten defi­niert. Feh­ler an die­ser Stel­le des Her­stel­lungs­pro­zes­ses kön­nen bei der Anpas­sung und Abga­be zu erheb­li­cher Mehr­ar­beit bis hin zur erneu­ten Pro­duk­ti­on auf der Grund­la­ge eines über­ar­bei­te­ten Modells füh­ren. Es lohnt sich also dop­pelt, an die­ser Stel­le sehr gewis­sen­haft zu arbei­ten. Zum einen sor­gen wir dadurch für den best­mög­li­chen Sitz des Hilfs­mit­tels am Pati­en­ten und zum ande­ren erspa­ren wir uns unter Umstän­den viel zusätz­li­che Arbeits­zeit für auf­wen­di­ge Anpas­sun­gen bei der Anprobe.

Damit die digi­ta­le Model­lie­rung des Kör­per­mo­dells auch best­mög­lich und vor allem einem Stan­dard­pro­zess fol­gend von­stat­ten­ge­hen kann, ist es rat­sam, auch der Kör­per­ab­for­mung die nöti­ge Auf­merk­sam­keit zu wid­men. Im Zuge des­sen muss im Vor­feld fest­ge­legt wer­den, wann wel­che Art der Kör­per­ab­for­mung gewählt wird. 3D-Scan­ning, das Ska­lie­ren von Kör­per­mo­del­len oder die klas­si­sche Gips­tech­nik haben ihre spe­zi­fisch fest­ge­leg­ten Ein­satz­ge­bie­te. Im Beson­de­ren bei der Erstel­lung von 3D-Scans im Bereich Orthe­tik kön­nen Scan­werk­zeu­ge, wie Posi­tio­nie­rungs­hil­fen, ein wich­ti­ges ergän­zen­des Werk­zeug dar­stel­len und den Gesamt­pro­zess zuver­läs­si­ger machen.

Fazit: Ein guter Kör­per­ab­druck führt zu einem ten­den­zi­ell bes­se­ren Modell, wel­ches die Kon­struk­ti­on eines vor­aus­sicht­lich gut pas­sen­den Hilfs­mit­tels ermög­licht. Das war schon immer so und bleibt auch in Zukunft ein ent­schei­den­der Fak­tor im indi­vi­du­el­len Hilfsmittelbau.

Die Kon­struk­ti­on des Hilfs­mit­tels wirkt unter den vor­an­ge­gan­ge­nen Argu­men­ten bezüg­lich der Körpermodell­erstellung schon fast unschein­bar. Der wich­tigs­te Punkt bei der Kon­struk­ti­on eines Hilfs­mit­tels besteht dar­in, die geplan­te Fer­ti­gung bereits im Vor­feld ein­deu­tig fest­ge­legt zu haben, um Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten oder spe­zi­fi­sche Aus­wir­kun­gen des Druck­ver­fah­rens auf das Bau­teil beach­ten zu können.

Sie haben Erfah­rung im digi­ta­len Model­lie­ren und Kon­stru­ie­ren. Auf wel­che Soft­ware set­zen Sie?

Wir set­zen bei der orga­ni­schen Model­lie­rung und Kon­struk­ti­on auf die Soft­ware Geo­ma­gic Free­form. Bei der Kon­struk­ti­on von stan­dar­di­sier­ten Bau­grup­pen – bei­spiels­wei­se Gelenk­anbindungen oder Adap­ter­auf­nah­men – grei­fen wir auf die CAD-Soft­ware Auto­desk Fusi­on 360 zurück.

War­um haben Sie sich für diese­ ­Lösung entschieden?

Bei der Aus­wahl der Soft­ware­lö­sung für die digi­ta­le Pro­duk­ti­on waren uns zwei Din­ge beson­ders wich­tig. Zum einen woll­ten wir in der Lage sein, alle unse­re Model­le und Hilfsmittelkons­truktionen frei und unab­hän­gig bear­bei­ten zu kön­nen und zum ande­ren auch per­spek­ti­visch gese­hen kei­ne gestal­te­ri­schen Gren­zen zu haben.

Die Soft­ware Free­form erfüllt bei­de Aspek­te her­vor­ra­gend. Es kön­nen alle gän­gi­gen Daten­for­ma­te offen ver­arbeitet wer­den, was uns auch den Daten­aus­tausch zwi­schen Free­form und der Stan­dard CAD-Soft­ware Fusi­on 360 erleich­tert. Dar­über hin­aus bie­tet Free­form eine aus unse­rer Sicht ein­zig­ar­ti­ge Fül­le an Mög­lich­kei­ten für die Model­lie­rung und orga­ni­sche Kons­truktion über des­sen Werk­zeug­pa­let­te. Die­se Kom­bi­na­ti­on sorgt dafür, dass man in der digi­ta­len Hilfs­mit­tel­pro­duk­ti­on auch wirk­lich jedes Hilfs­mit­tel­kon­zept ver­wirk­li­chen kann. Zusätz­lich bie­tet uns Free­form die Mög­lich­keit, wie­der­keh­ren­de Model­lier- und Kon­struk­ti­ons­schrit­te zu auto­ma­ti­sie­ren, wodurch sehr stan­dar­di­siert und vor allem zeit­spa­rend gear­bei­tet wer­den kann.

Haben Sie eine Ent­schei­dungs­hil­fe für Ein­stei­ger in die digi­ta­le Pro­duk­ti­on parat? Was müs­sen die­se bei der Soft­ware­aus­wahl beachten?

Ich wür­de dazu raten, lie­ber direkt von Beginn an auf hoch­wer­ti­ge und offe­ne Sys­te­me wie Free­form zu set­zen. Am Anfang erscheint der Ein­stieg im Ver­gleich zu schein­bar „fer­ti­gen Sys­te­men“ viel­leicht schwe­rer, mit zuneh­men­der Ein­ar­bei­tung zahlt sich der gege­be­nen­falls höhe­re Zeit­auf­wand im Vor­feld aller­dings aus.

Wel­che wei­te­ren tech­ni­schen ­Vor­aus­set­zun­gen benö­ti­gen die Betriebe?

Ein leis­tungs­star­ker 3D-Scan­ner, die für das Ver­sor­gungs­feld pas­sen­den Scan­werk­zeu­ge sowie eine Soft­ware für das Model­lie­ren und Kon­stru­ie­ren soll­ten von Beginn an ange­schafft wer­den. Es bie­tet sich außer­dem an, einen 3D-Dru­cker zu kau­fen, der zumin­dest den Druck von Test­or­the­sen ermög­licht. Das kön­nen klei­ne bis mit­tel­gro­ße FDM-Dru­cker (FDM steht für Fused Depo­si­ti­on Mode­ling. Bei die­sem Ver­fah­ren wird ein ther­mo­plas­ti­sches Fila­ment schicht­wei­se auf­ge­tra­gen. Anm. d. Red.) sein, die in der Lage sind, gän­gi­ge und ther­mo­plas­tisch nach­form­ba­re Mate­ria­len wie PLA, PP oder PETG zu ver­ar­bei­ten. Da es sich hier zwei­fels­oh­ne um eine Inves­ti­ti­on in die pro­duk­ti­ons­tech­ni­schen Fähig­kei­ten des Unter­neh­mens han­delt, soll­ten die­se Werk­zeu­ge nicht als net­tes Spiel­zeug betrach­tet wer­den, son­dern als nöti­ge Infrastruktur.

Was hal­ten Sie von einem Tan­dem aus CAD-affi­nen Inge­nieu­ren und Tech­ni­kern bei der Erstel­lung der ­digi­ta­len Dateien?

Das funk­tio­niert erfah­rungs­ge­mäß sehr gut. Bei Häuss­ler Tech­ni­sche Ortho­pä­die GmbH arbei­ten wir seit Jah­ren arbeits­tei­lig. Das heißt, unse­re Ortho­pä­die­tech­ni­ker über­neh­men den Pati­en­ten­kon­takt sowie die Hilfs­mit­tel­pla­nung, wäh­rend unse­re digi­ta­le Pro­duk­ti­on für die Her­stel­lung zustän­dig ist. In die­sem Rah­men beschäf­ti­gen wir unter ande­rem einen Fer­ti­gungs­in­ge­nieur ohne spe­zi­fi­sches Fach­wis­sen in der OT.

Wie beur­tei­len Sie die der­zei­ti­gen Aus­bil­dungs­in­hal­te zum The­ma Addi­ti­ve Fer­ti­gung im Bereich der Orthopädie-Technik?

Lei­der bis­her sehr unzu­rei­chend. Die digi­ta­le Fer­ti­gung bringt der­art vie­le Vor­tei­le und neue Mög­lich­kei­ten mit sich, dass sie in vie­len Berei­chen die kon­ven­tio­nel­le Pro­duk­ti­on ablö­sen wird. Erfreu­li­cher­wei­se haben das eigent­lich alle Bil­dungs­ein­rich­tun­gen unse­rer Bran­che erkannt und tref­fen bereits ers­te kon­kre­te Maß­nah­men. Wir unter­stüt­zen über die Aka­de­mie unse­rer Mar­ke „TOplus“ die­se Ent­wick­lung sehr ger­ne über Gast­vor­trä­ge oder exter­ne Lehr­tä­tig­kei­ten an Hoch­schu­len und Fachschulen.

Wie kann man da eine Ver­bes­se­rung erzie­len, oder muss man viel­leicht sogar einen neu­en Beruf schaf­fen, um den Anfor­de­run­gen aus hand­werk­li­cher und digi­ta­ler Tech­nik gerecht zu werden?

Ich den­ke, dass hier im Moment viel unter­nom­men wird und sich die Aus­bil­dungs­land­schaft auch tat­säch­lich in die rich­ti­ge Rich­tung ent­wi­ckelt. Digi­ta­le Inhal­te wer­den nach und nach fes­ter Bestand­teil der Bil­dungs­plä­ne. Der Umfang der Lehr­in­hal­te im Bereich digi­ta­le Pro­duk­ti­on soll­te aller­dings noch mas­siv stei­gen, um nöti­ge Fähig­kei­ten auch wirk­lich in der Leh­re und Aus­bil­dung ent­wi­ckeln zu können.
Es gibt auch bereits tol­le Stu­di­en­gän­ge in unse­rem Fach­be­reich, zum Bei­spiel an der Bun­des­fach­schu­le für Ortho­pä­die-Tech­nik in Dort­mund, in Göt­tin­gen oder auch in Müns­ter, die einen aka­de­mi­sche­ren Ansatz unse­res Berufs­bil­des ver­fol­gen. Ich per­sön­lich hal­te nach wie vor sehr viel von der klas­si­schen Aus­bil­dung zum Ortho­pä­die­tech­ni­ker, aber bit­te zukünf­tig mit umfang­rei­chen Inhal­ten aus dem Bereich der digi­ta­len Pro­duk­ti­on. Das 3D-Scan­nen oder auch das rudi­men­tä­re digi­ta­le Model­lie­ren soll­te in jedem Fal­le beherrscht wer­den. Die Kom­bi­na­ti­on aus Berufs­aus­bil­dung und Stu­di­um ist eine wei­te­re Mög­lich­keit, sich sowohl inge­nieurs­tech­nisch aus­bil­den zu las­sen als auch die Grund­fer­tig­kei­ten und Inhal­te unse­res Berufs­bil­des zu erler­nen. An der Tech­ni­schen Hoch­schu­le Ulm (THU) wur­de bereits ein ent­spre­chen­des Pilot­pro­jekt gestar­tet, das zukünf­tig ver­bes­sert und aus­ge­baut wer­den wird.

Um noch ein­mal einen Schritt zurück­zu­ge­hen: Basis für die Model­lie­rung und Kon­struk­ti­on ist meis­tens ein Scan. Kön­nen Sie beschrei­ben, wie wich­tig das Sca­n­er­geb­nis für die Model­lie­rung ist?

Das Sca­n­er­geb­nis ist aus­schlag­ge­bend für die Güte des Modells. Lücken im Scan, Arte­fak­te oder falsch ver­netz­te Scan­frag­men­te füh­ren zu unbe­re­chen­ba­ren Feh­lern im Gesamt­pro­zess und soll­ten daher unbe­dingt ver­mie­den wer­den. Der Schlüs­sel zum Erfolg sind hoch­wer­ti­ge 3D-Scan­ner und gege­be­nen­falls Scan­werk­zeu­ge für die Patientenpositionierung.

Was sind typi­sche Feh­ler beim ­Scan­nen und wie las­sen sie sich ­ver­mei­den, um Fol­ge­feh­ler in der Ver­sor­gung auszuschließen?

Uns fällt auf, dass oft zu schnell ge­arbeitet wird. Man soll­te sich bei der Pati­en­ten­po­si­tio­nie­rung und beim 3D-Scan­nen unbe­dingt die nöti­ge Zeit neh­men, bis der Daten­satz auch wirk­lich sau­ber und vor allem geschlos­sen im PC erscheint. Ein gewis­sen­haf­tes Arbei­ten an die­ser Stel­le spart unter Umstän­den viel Zeit bei den dar­auf­fol­gen­den Herstellungsprozessen.

Dar­über hin­aus ist es rat­sam, wenn Anzeich­nun­gen direkt auf dem zu scan­nen­den Objekt oder dem Kör­per­teil vor­ge­nom­men wer­den und mit einem 3D-Scan­ner gear­bei­tet wird, der die­se dann auch auf­neh­men kann. Wird ohne Anzeich­nun­gen gear­bei­tet, steigt das Feh­ler­po­ten­zi­al, vor allem bei arbeits­tei­li­ger Arbeits­wei­se. Natür­lich müs­sen auch die grund­le­gen­den Bedin­gun­gen beach­tet wer­den: kei­ne direk­ten Licht­quel­len, Schmuck oder reflek­tie­ren­de Gegen­stän­de able­gen und Haa­re unter Umstän­den plattdrücken.

Wel­ches sind für Sie die größ­ten Hür­den für Neu­ein­stei­ger beim ­Model­lie­ren und Konstruieren?

Bei Neu­ein­stei­gern ohne Vor­er­fah­rung sehe ich gar kei­ne Hür­den. Die digi­ta­len Fer­tig­kei­ten wer­den erlernt, als Stan­dard ver­in­ner­licht und ange­wen­det. Tech­ni­ker mit Erfah­rung im Hilfs­mit­tel­bau ste­hen zu Beginn natür­lich immer vor der Hür­de, eine Tätig­keit alt­be­währt kon­ven­tio­nell aus­zu­füh­ren oder mit Mehr­auf­wand – zumin­dest zu Beginn – auf einem neu­en, digi­ta­len Weg. Das ist im All­tags­ge­schäft durch­aus eine Her­aus­for­de­rung, der man nur durch das kon­se­quen­te Ein­räu­men der nöti­gen Ein­ar­bei­tungs­zeit in die neu­en Ver­fah­ren begeg­nen kann.

Gibt es einen Ver­sor­gungs­be­reich, der sich beson­ders gut für den Ein­stieg eignet?

Ich wür­de sagen, dass sich der Bereich Orthe­tik, egal ob für die obe­re oder die unte­re Extre­mi­tät, sehr gut für den Ein­stieg eignet.

Wie kön­nen inter­es­sier­te Tech­ni­ker ihren Vor­ge­setz­ten bzw. Betriebs­inhabern den Ein­stieg in die digi­ta­le Pro­duk­ti­on „schmack­haft“ machen?

Kon­se­quent ange­wen­det spart eine digi­ta­le Pro­duk­ti­on teils mas­siv Zeit, begüns­tigt eine gleich­blei­ben­de Qua­li­tät, trägt zur Feh­ler­ver­mei­dung im Pro­duk­ti­ons­pro­zess bei, schafft gänz­lich neue Mög­lich­kei­ten bei der Hilfs­mit­tel­ge­stal­tung und hat dadurch das Poten­zi­al, die Kun­den­zu­frie­den­heit zu ver­bes­sern. Dar­über hin­aus wird Kom­pe­tenz im Umgang mit neu­en Tech­no­lo­gien im eige­nen Haus auf­ge­baut, wodurch auch lang­fris­tig unab­hän­gig und mit hoher Wert­schöp­fung pro­du­ziert wer­den kann.

Wo kön­nen sich die Tech­ni­ker ­infor­mie­ren über neu­es­te Trends und Ent­wick­lun­gen? Gibt es Mes­sen, Ver­an­stal­tun­gen und Web­i­na­re, die Sie emp­feh­len können?

Natür­lich ist das The­ma digi­ta­le Pro­duk­ti­on auf jeder Mes­se all­ge­gen­wär­tig. Es ist aller­dings nicht leicht, bei der Fül­le an Mög­lich­kei­ten einen pas­sen­den Weg für das eige­ne Unter­neh­men zu fin­den. Hier set­zen wir mit unse­rer TOplus Aka­de­mie an und bie­ten mit unse­rem kos­ten­lo­sen Know-how-­Wi­ki eine umfang­rei­che Infor­ma­ti­ons­grund­la­ge. Sofern die Inhal­te auch prak­tisch gefes­tigt wer­den sol­len, zei­gen wir in unse­ren Semi­na­ren im Detail, wie eine digi­ta­le Hilfs­mit­tel­pro­duk­ti­on ablau­fen kann. Außer­dem kann sich jeder sehr ger­ne mit spe­zi­fi­schen Her­aus­for­de­run­gen an uns wen­den und wir erar­bei­ten über unser Con­sul­ting­pro­gramm zusam­men eine maß­ge­schnei­der­te und garan­tiert anwend­ba­re Lösung.

Wie hoch schät­zen Sie, wird der Anteil an Ver­sor­gun­gen unter Zuhil­fe­nah­me des 3D-Drucks in fünf Jah­ren in der Ortho­pä­die-Tech­nik sein?

Das wird sehr stark von der jewei­li­gen Struk­tur und Fir­men­stra­te­gie abhän­gen. Bei Häuss­ler Tech­ni­sche Ortho­pä­die GmbH schät­ze ich den auf cir­ca 70 Prozent.

Wel­che Trends bzw. Ent­wick­lun­gen beim Scan­nen, Model­lie­ren und 3D-Druck fin­den Sie inter­es­sant und was davon könn­te in den kom­men­den Jah­ren Ein­zug in die Ortho­pä­die-Tech­nik halten?

Natür­lich wer­den 3D-Scan­ner und 3D-Dru­cker immer leis­tungs­stär­ker und zudem güns­ti­ger. Die bereits zur Ver­fü­gung ste­hen­den digi­ta­len Werk­zeu­ge sind aller­dings schon jetzt sehr gut anwend­bar, daher rech­ne ich nicht mit tief­grei­fen­den Neue­run­gen in ­naher Zukunft.

Für uns sind stan­dar­di­sier­te Vor­ge­hens­wei­sen der Schlüs­sel zum Erfolg. Wir wer­den den Fokus auf umfang­reiche und sehr detail­lier­te Prozess­definitionen legen. Der Trend geht also hin zu ein­wand­frei beschrie­be­nen und im bes­ten Fal­le teil­au­to­ma­ti­sier­ten Her­stel­lungs­pro­zes­sen im indi­vi­du­el­len Hilfsmittelbau.

Die Fra­gen stell­te Hei­ko Cordes.

Hier fin­den Sie alle 6 Arti­kel unse­rer Serie „Addi­ti­ve Fer­ti­gung – Teil 2: Konstruieren“:

• Wie digi­ta­les Kon­stru­ie­ren die Ortho­pä­die-Tech­nik verändert
• Form­voll­endet: Soft­ware im Überblick
• Atem­frei­raum geben – Pra­xis­bei­spiel zur Imple­men­tie­rung digi­ta­ler Work­flows in der Korsettversorgung
• „Easy“ Ein­la­gen­kon­struk­ti­on – Pra­xis­bei­spiel zur addi­tiv gefer­tig­ten Einlagenversorgung
• Höchs­te Prä­zi­si­on gefor­dert – Pra­xis­bei­spiel zur addi­tiv gefer­tig­ten Sitzschalenversorgung
• Gut model­liert wird dop­pelt belohnt

Für alle, die Teil 1 der Serie „Addi­ti­ve Fer­ti­gung“ noch nicht kennen:
Hier fin­den Sie alle 6 Arti­kel unse­rer Serie „Addi­ti­ve Fer­ti­gung – Teil 1: Scannen“:

• Der Weg in die Addi­ti­ve Fertigung
• 3D-Scan­ner im Überblick
• Pra­xis­bei­spiel zur addi­tiv gefer­tig­ten Einlagenversorgung
• Pra­xis­bei­spiel zur addi­tiv gefer­tig­ten Sitzschalenversorgung
• Per ­Korrektur­gestell zum indi­vi­du­el­len Korsett
• Mit Punkt­wol­ke zur Präzision