Ent­wick­lung eines addi­tiv ­gefer­tig­ten Multifunktions­bauteils für einen Roll­stuhl in Leichtbauweise

T. Goll­mer, St. Pluppins
Der Arti­kel behan­delt die Ent­wick­lung eines addi­tiv gefer­tig­ten mul­ti­funk­tio­nel­len Bau­teils für indi­vi­du­el­le Aktiv­roll­stüh­le in Leicht­bau­wei­se. Zunächst wer­den Grund­be­grif­fe geklärt, um ein grund­sätz­li­ches Ver­ständ­nis über die Tech­no­lo­gie der addi­ti­ven Fer­ti­gung zu ver­mit­teln. Anschlie­ßend erfolgt die Kon­zep­ti­on des Bau­teils. Dazu wird ein ers­tes Kon­zept als Grund­la­ge für das Bau­teil­de­sign erstellt. In einem wei­te­ren Schritt wird eine soge­nann­te Topo­lo­gie­op­ti­mie­rung durch­ge­führt, um eine Vor­stel­lung von der opti­ma­len Mate­ri­al­ver­tei­lung inner­halb des Bau­teils zu erhal­ten. Dies und beson­de­re Richt­li­ni­en, die im „Prac­ti­cal Gui­de to Design for Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring“ von Die­gel et al. fest­ge­hal­ten sind, sind essen­zi­el­le Aspek­te einer adäqua­ten Ent­wick­lung addi­ti­ver Bau­tei­le (Quel­le: Die­gel O, Nor­din A, Mot­te D. A Prac­ti­cal Gui­de to Design for Addi­ti­ve Manu­fac­tu­ring. Sin­g­a­po­re: Sprin­ger Natu­re, 2020). Nach­dem ein ent­spre­chen­des Bau­teil­de­sign ent­wi­ckelt wor­den ist, wird das addi­ti­ve Bau­teil per CAD kon­stru­iert und anschlie­ßend simu­liert. Es folgt eine Opti­mie­rung und Wei­ter­ent­wick­lung des Bau­teils in meh­re­ren Ite­ra­ti­ons­schlei­fen. Abschlie­ßend wird ein grund­le­gen­der Ver­gleich mit einem CNC-gefer­tig­ten Bau­teil gezo­gen, um die Eigen­schaf­ten der bei­den Fer­ti­gungs­ver­fah­ren ein­an­der gegen­über­zu­stel­len. Dabei wer­den geo­me­tri­sche, mecha­ni­sche und nach­hal­ti­ge Aspek­te mit­ein­an­der verglichen.

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Aspek­te der Auto­ma­ti­sie­rung in der Ortho­pä­die-Tech­nik durch CAD und Addi­ti­ve Fertigung

B. Urban
Die 3D-Scan­tech­nik sowie com­pu­ter­ge­stütz­te Model­lier- und Fer­ti­gungs­ver­fah­ren ermög­li­chen eine immer weit­ge­hen­de­re Auto­ma­ti­sie­rung von Pro­zes­sen in der Ortho­pä­die-Tech­nik. Grund­la­ge einer gelun­ge­nen Auto­ma­ti­sie­rung ist eine adäqua­te Stan­dar­di­sie­rung der Pro­zes­se. Dazu müs­sen die ein­zel­nen Pro­zess­schrit­te klar defi­niert und von­ein­an­der abge­grenzt wer­den. Dies zeigt der Bei­trag in ide­al­ty­pi­scher Form auf. Für die ein­zel­nen Pro­zess­schrit­te wer­den anhand meh­re­rer Bei­spie­le geeig­ne­te Ver­fah­ren dar­ge­legt, mit denen ver­schie­de­ne Gra­de der Auto­ma­ti­sie­rung erreicht wer­den kön­nen. Zudem wird ein Über­blick über com­pu­ter­ge­stütz­te Fer­ti­gungs­ver­fah­ren ver­mit­telt. Abschlie­ßend dis­ku­tiert der Bei­trag die Chan­cen, aber auch die Risi­ken einer zuneh­men­den Auto­ma­ti­sie­rung von Fer­ti­gungs­pro­zes­sen in der Ortho­pä­die-Tech­nik aus Sicht des Hand­werks. Dabei wird auch die Fra­ge nach mög­li­chen Effi­zi­enz­stei­ge­run­gen in den Blick genommen.

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Pro­the­sen­fü­ße für die addi­ti­ve Fer­ti­gung nach dem Roll-over-Shape-Modell

H. Schmück, J. Pröbs­ting, N. Gün­ther, F. Von­derthan

In die­sem Arti­kel wer­den drei unter­schied­li­che pas­si­ve Pro­the­sen­fuß­kon­zep­te nach dem Roll-over-Shape-(ROS-)Modell vor­ge­stellt. Grund­le­gen­de Idee die­ser Kon­zep­te war es, einen Pro­the­sen­fuß zu ent­wi­ckeln, der an das Gang­ver­hal­ten der vor­he­ri­gen Pro­the­sen­ver­sor­gung des Ampu­tier­ten anpass­bar ist. Um die ent­wi­ckel­ten Kon­zep­te bewer­ten zu kön­nen, wur­den der Vor­fuß- und der Fer­sen­be­las­tungs­fall in einer FEM-Simu­la­ti­on berech­net. Durch die simu­lier­ten Ver­for­mun­gen konn­te abge­schätzt wer­den, ob das Fuß­mo­dell die ange­streb­te ROS erreicht. In einer 2‑D-Gang­ana­ly­se wur­de die ROS bestimmt und mit dem Refe­renz­auf­bau ver­gli­chen. Die Pro­the­sen wur­den addi­tiv aus Poly­amid gefertigt.

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3‑D-Druck – das neue Handwerk?

H.-J. Gru­ner
Von wel­cher Sei­te man sich auch dem The­ma der addi­ti­ven Her­stel­lung nähert – es wird schnell klar, dass die umgangs­sprach­lich als „3‑D-Druck“ bezeich­ne­ten Ver­fah­ren die Welt nach­hal­tig ver­än­dern wer­den. Der Arti­kel ver­mit­telt im ers­ten Teil einen all­ge­mei­nen Ein­blick in die The­ma­tik der addi­ti­ven Fer­ti­gung sowie einen aktu­el­len Über­blick über die ver­schie­de­nen Her­stel­lungs­ver­fah­ren und die dar­aus resul­tie­ren­den prak­ti­schen Ein­satz­mög­lich­kei­ten. Im zwei­ten Teil wer­den kon­kre­te Fra­gen mit Fach­leu­ten dis­ku­tiert, die den Bereich der Ortho­pä­die-Tech­nik beleuchten.

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