Mecha­ni­sche Unter­su­chung von addi­tiv gefer­tig­tem Poly­amid 12 unter Berück­sich­ti­gung werk­stoff­be­ein­flus­sen­der Fak­to­ren aus dem All­tag ortho­pä­di­scher Hilfsmittel

C. Halbau­er, S. Matys­sek, M. Boos, J. Gre­go­i­re, F. Capanni
3D-gedruck­te ortho­pä­di­sche Hilfs­mit­tel eröff­nen neue Funk­ti­ons- und Gestal­tungs­mög­lich­kei­ten und ver­bes­sern die Ver­sor­gungs­qua­li­tät mit­tels pati­en­ten­in­di­vi­du­el­ler Lösun­gen. Unab­ding­bar ist dabei die Gewähr­leis­tung der grund­le­gen­den Sicher­heits- und Leis­tungs­an­for­de­run­gen der Hilfs­mit­tel, beson­ders wenn die­se unter­schied­li­chen Belas­tun­gen und Umge­bungs­ein­flüs­sen aus­ge­setzt sind. Um dies zu gewähr­leis­ten, muss fol­gen­de Fra­ge beant­wor­tet wer­den kön­nen: Wel­che im All­tag vor­kom­men­den Fak­to­ren beein­flus­sen die mecha­ni­schen Eigen­schaf­ten 3D-gedruck­ter Mate­ria­li­en und redu­zie­ren womög­lich die Leis­tungs­fä­hig­keit des Hilfs­mit­tels? Die­ser Fra­ge wur­de im Rah­men lau­fen­der For­schungs­pro­jek­te zur Ent­wick­lung addi­tiv gefer­tig­ter Orthe­sen und Pro­the­sen nach­ge­gan­gen [Quel­le: Ent­wick­lung eines Ver­fah­rens zur auto­ma­ti­sier­ten Kon­struk­ti­on, Aus­le­gung und Fer­ti­gung pati­en­ten­in­di­vi­du­el­ler Hilfs­mit­tel im 3D-Druck. ZIM-Koope­ra­ti­ons­pro­jekt, För­d­er­kenn­zei­chen ZF4137909AW8; Ent­wick­lung eines last­ad­ap­tier­ten Vor­fuß­pro­the­sen­sys­tems zur Indi­vi­du­al­ver­sor­gung von vor­fuß­am­pu­tier­ten Pati­en­ten mit hohem Mobilitäts­anspruch. ZIM-Koope­ra­ti­ons­pro­jekt, För­d­er­kenn­zei­chen KF2186207AK4]. Anhand eines spe­zi­ell für die­sen Zweck ent­wi­ckel­ten Ablauf­plans wur­de addi­tiv gefer­tig­tes Poly­amid 12 ver­schie­de­nen Ein­flüs­sen aus dem All­tag aus­ge­setzt und in Anleh­nung an eine stan­dar­di­sier­te Bie­ge­prü­fung für Poly­me­re (DIN EN ISO 178) mecha­nisch geprüft und bewertet.

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Pre­forms – TFP-Tech­no­lo­gie in der Orthopädietechnik

L. Hell­mich, J. Wölper
Die Erstel­lung eines indi­vi­du­el­len Bau­teils für ein Hilfs­mit­tel ist gekenn­zeich­net durch eine kom­ple­xe Ver­ar­bei­tung bei guter Kennt­nis der wir­ken­den Kräf­te. Die heu­te in der Fer­ti­gung am wei­tes­ten ver­brei­te­ten Faser­halb­zeu­ge stel­len jedoch eine Limi­ta­ti­on bei der lastpfad­gerechten Erstel­lung von Hilfs­mit­teln dar. Die­se Limi­ta­ti­on, dem Last­pfad nicht opti­mal fol­gen zu kön­nen, führt häu­fig zu einer Über­di­men­sio­nie­rung und damit zu einem höhe­ren Gewicht des Bau­teils. Eine Mög­lich­keit zur Opti­mie­rung ist der Ein­satz last­pfad­ge­recht vor­kon­fek­tio­nier­ter Gele­ge, die mit­tels TFP-Ver­fah­ren her­ge­stellt wer­den, soge­nann­ter Preforms. 

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3D-Druck – Mög­lich­kei­ten und Gren­zen in der Orthopädietechnik

A. Grus­ka, I. Heu­zeroth, K. Popp
Der 3D-Druck ist wei­ter auf dem Vor­marsch und bahnt sich ange­sichts der Her­stell­bar­keit indi­vi­dua­li­sier­ter Pro­duk­te mit­tels digi­ta­ler und auto­ma­ti­sier­ter Fer­ti­gungs­ket­te auch sei­nen Weg in die Medi­zin. Der Ober­be­griff „Addi­ti­ve Fer­ti­gung“ umfasst dabei ein brei­tes Spek­trum unter­schied­li­cher Ver­fah­ren, von denen jedes bestimm­te Vor- und Nach­tei­le auf­weist. Pul­ver­ba­sier­te Tech­no­lo­gien wie das Laser­sin­tern (LS) bie­ten dabei die größ­ten Frei­heits­gra­de bezüg­lich der Kom­ple­xi­tät der Bau­tei­le, ohne dass spe­zi­el­les Stütz­ma­te­ri­al ver­wen­det wer­den muss. Im Fol­gen­den wird das LS-Ver­fah­ren bezüg­lich sei­ner Ver­wen­dungs­mög­lich­kei­ten in der Ortho­pä­die­tech­nik ins­be­son­de­re im Hin­blick auf die ein­setz­ba­ren Mate­ria­li­en und die beson­de­ren Eigen­schaf­ten der auf die­se Wei­se gedruck­ten Bau­tei­le dis­ku­tiert – auch in Abgren­zung zu alter­na­ti­ven Tech­no­lo­gien wie „Mul­ti Jet Fusi­on“ (MJF) und „Fused Lay­er Mode­ling“ (FLM).

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Anwen­dung des Tailo­red-Fiber-Pla­ce­ment-Ver­fah­rens in der Orthopädietechnik

A. Spi­cken­heu­er, N. Fitt­kau, S. Kon­ze, E. Rich­ter, M. Stommel
In der Pati­en­ten­ver­sor­gung in ortho­pädietechnischen Werk­stät­ten ist der Ein­satz von Faser-Kunst­stoff-Ver­bund­werk­stof­fen (FKV) mit End­los­fa­ser­ver­stär­kung auf­grund der guten Eigen­schaf­ten des Werk­stoffs nicht mehr weg­zu­den­ken. Durch den Ein­satz von klas­si­schen tex­ti­len Halb­zeu­gen wie z. B. Gewe­ben ist dies jedoch mit einem gro­ßen Mate­ri­al­ver­schnitt und hohem manu­el­lem Auf­wand ver­bun­den. Der Ein­satz gene­ra­ti­ver Fer­ti­gungs­ver­fah­ren bie­tet dem­ge­gen­über für den Orthe­sen­bau deut­li­che pro­zess- und werkstoff­spezifische Vor­tei­le. In einer Rei­he gemein­sa­mer For­schungs­vor­ha­ben zwi­schen dem Leib­niz-Insti­tut für Poly­mer­for­schung Dres­den e. V. und ver­schie­de­nen For­schungs­part­nern wird daher das Poten­zi­al des Tailo­red-Fiber-Pla­ce­ment-Ver­fah­rens (TFP) unter­sucht und für anwendungs­nahe Pro­zess­ket­ten in der Ortho­pä­die­tech­nik weiterentwickelt.

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Neue faser­ver­stärk­te Ther­mo­plas­te für ortho­pä­die­tech­ni­sche Konstruktionen

J. Gör­zen, S. Han­nen
Uni­di­rek­tio­na­le faser­ver­stärk­te Tapes bie­ten der Ortho­pä­die-Tech­nik vie­le neue Mög­lich­kei­ten, um Hilfs­mit­tel zu ver­stär­ken, dün­ner zu gestal­ten oder der Indi­vi­du­al­an­fer­ti­gung anzu­nä­hern. Wäh­rend die Tapes schon in eini­gen Anwen­dun­gen ein­ge­setzt wer­den, sind vie­le wei­te­re in der Ent­wick­lung, da die­se Art von ther­mo­plas­ti­scher Faser­ver­stär­kung mit ihren Eigen­schaf­ten und Ver­ar­bei­tungs­ver­fah­ren für vie­le Ortho­pä­die­tech­ni­ker neu ist. Mit geeig­ne­ten Ver­fah­ren wer­den die­se Mate­ria­li­en in naher Zuku nft vie­le ortho­pä­die­tech­ni­sche Kon­struk­tio­nen bereichern.

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Tech­no­lo­gie­be­trach­tung neu­ar­ti­ger ther­mo­plas­ti­scher Faser­ver­bund­halb­zeu­ge für Leicht­bau­an­wen­dun­gen in der Orthopädie-Technik

R. Blei, S. Eckardt, T. Lebelt, A. Becke, M. Krahl, N. Mod­ler
Faser­ver­bund­werk­stof­fe wei­sen hohe spe­zi­fi­sche Stei­fig­kei­ten und Fes­tig­kei­ten auf und sind sowohl durch die varia­ble Kon­fi­gu­rier­bar­keit der Bau­teil­geo­me­trie als auch durch ihre Mate­ri­al­ei­gen­schaf­ten für Anwen­dun­gen in der Ortho­pä­die-Tech­nik prä­de­sti­niert. Bis­her wer­den vor­nehm­lich faser­ver­stärk­te Kunst­stof­fe mit duro­plas­ti­scher Matrix ein­ge­setzt, die in einer Viel­zahl manu­el­ler Pro­zess­schrit­te ver­ar­bei­tet wer­den. Im Rah­men die­ser Ver­öf­fent­li­chung wer­den neu­ar­ti­ge ther­mo­plas­ti­sche Faser­ver­bund­halb­zeu­ge vor­ge­stellt, die bereits erfolg­reich in unter­schied­li­chen Anwen­dun­gen der Auto­mo­bil- und Luft­fahrt­bran­che ein­ge­setzt wer­den und die Poten­zi­al zur Kos­ten­re­duk­ti­on auch in ortho­pä­die­tech­ni­schen Anwen­dun­gen besitzen.

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Dia­be­tes­ad­ap­tier­te Fußbettungen

H. Trent­mann, O. Baasch
Die dia­be­tes­ad­ap­tier­te Fuß­bet­tung (DAF) ist eine indi­vi­du­ell für den Fuß des an Dia­be­tes erkrank­ten Pati­en­ten her­ge­stell­te Bet­tung, die die viel­fäl­ti­gen Ver­än­de­run­gen der Ana­to­mie, der Bio­me­cha­nik und vor allem die neu­ro­pa­thisch beding­te Emp­find­lich­keit gegen­über Druck­be­las­tun­gen berück­sich­tigt. Ihre Auf­ga­be ist es, dem Pati­en­ten Mobi­li­tät zu ermög­li­chen, aber dabei den ver­let­zungs­ge­fähr­de­ten Fuß zu schüt­zen. Um die­sen Anfor­de­run­gen gerecht zu wer­den, sind zahl­rei­che kon­struk­ti­ve Details zu beachten.

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Alu­mi­ni­um und Titan in der Ortho­pä­die-Tech­nik – Werk­stoff­ei­gen­schaf­ten und Verwendung

J. Welz, J. Becker
Alu­mi­ni­um und Titan sind zwei wich­ti­ge Werk­stof­fe in Ortho­pä­die- und Reha-Tech­nik. Der Bei­trag unter­zieht die bei­den Metal­le einem Ver­gleich und zeigt die unter­schied­li­chen Eigen­schaf­ten und Ver­wen­dungs­wei­sen auf. Wäh­rend das hoch­fes­te Titan eher bei vor­ge­fer­tig­ten Bau­tei­len ein­ge­setzt wird, eig­net sich Alu­mi­ni­um auch für die hand­werk­li­che Ver­ar­bei­tung. In Titan-Alu­mi­ni­um-Legie­run­gen ver­bin­den sich die Vor­zü­ge bei­der Mate­ria­li­en. Der Arti­kel basiert auf einer Semi­nar­ar­beit, die im Rah­men der Meis­ter­aus­bil­dung an der BUFA erstellt wurde.

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