Der 3D-Druck ist eine vielseitige Form der additiven Fertigung, die sich in verschiedenen Bereichen immer mehr durchsetzt. Derzeit wird die Technologie zunehmend in der plastischen Chirurgie und bei der Herstellung von orthopädischen medizinischen Geräten und Ausrüstungen eingesetzt.
Der 3D-Druck wird für die Herstellung medizinischer Geräte eingesetzt, weil er eine gleichmäßige Produktion ermöglicht und Zeit spart. So haben beispielsweise das italienische Unternehmen CREA3D und der Orthopäde Dr. Valenti zusammengearbeitet und den 3D-Druck und andere digitale Technologien eingesetzt, um maßgefertigte Einlegesohlen und andere orthopädische Produkte herzustellen. Das Ergebnis war eine Steigerung der Wirksamkeit von Zusatzbehandlungen.
Dr. Mirko Valenti hat die 3D-Drucktechnologie eingesetzt, um klinische Fälle von Tibialis-posterior-Tenosynovitis mit konservativer Korrekturtherapie zu behandeln. Die Einführung der Technologie in den Behandlungsprozess war sowohl innovativ als auch äußerst wirksam.
Valenti erwarb für seine Praxis einen Raise3D E2 3D-Drucker mit IDEX-Technologie (unabhängiger Doppelextruder). Der Raise3D E2 ist ideal für den Druck eines Paars orthopädischer Einlagen.
Individuelle orthopädische Einlagen
Traditioneller Pre-3D-Druck von Einlegesohlen
Jedes Paar orthopädischer Einlagen wird für einen bestimmten Patienten individuell angefertigt, denn jeder hat seine eigenen Bedürfnisse. Die Festigkeitseigenschaften der verschiedenen Teile der Einlagen müssen entsprechend den Eigenschaften des Patienten angepasst werden.
Die individuelle Anpassung erwies sich im traditionellen Herstellungsverfahren als Problem. Bei dem herkömmlichen Verfahren muss ein Stück Material mit einer CNC-Maschine gefräst werden, um die gewünschte Form zu erhalten. Um die Genauigkeit der anatomischen Region in der Einlage zu gewährleisten, ist eine hochpräzise CNC-Maschine erforderlich.
Das Verfahren ist zeitaufwändig, komplex und mit hohen Arbeitskosten verbunden. Außerdem entstehen bei der Herstellung viel Müll und Staub, die Arbeitsumgebung wird verschmutzt und die Gesundheit der Arbeiter ist gefährdet.
3D-Druck von orthopädischen Einlegesohlen
Nachdem er die herkömmlichen CAD-CAM-Maschinen aufgegeben hatte, begann Dr. Mirko Valenti, orthopädische Einlagen mit PP-Filament zu drucken. Die Strapazierfähigkeit und Festigkeit des Materials bietet eine hervorragende Unterstützung für den Fuß des Patienten.
Das Drucken eines Paars orthopädischer Einlagen mit PP-Faden ist ein einfacher Prozess.
Zunächst scannt der Arzt das Bein des Patienten. Anschließend erstellt er mithilfe eines CAD-Programms ein Modell der orthopädischen Einlagen mit ausgleichenden Stützen für die betroffenen Bereiche. So wird sichergestellt, dass das Fußgewölbe gestützt wird und die Ferse stabil ist.
Anschließend lädt Valenti die Modelldatei in die 3D-Druckvorbereitungssoftware von ideaMaker, um technische Eigenschaften wie Formveränderung und Füllungsanteil zu optimieren. So kann beispielsweise eine Wabenfüllung die Struktur steif machen. Die Füllung ermöglicht unterschiedliche Ergebnisse in Bezug auf die Verformbarkeit und Weichheit der Orthese.
Anschließend lädt Dr. Valenti die Modelldatei in den E2 3D-Drucker hoch, der gleichzeitig ein Paar Einlegesohlen ausdruckt. Schließlich umhüllt er die Sohle mit EVA oder anderen speziellen Materialien, die für den Hautkontakt geeignet sind.
Der gesamte Herstellungsprozess, einschließlich Scannen, Design und Fertigung, dauert weniger als 24 Stunden.
Vorteile von 3D-gedruckten orthopädischen Einlagen
Der 3D-Druck vereinfacht den traditionellen Herstellungsprozess, verkürzt den Produktionszyklus und verkürzt die Zeit bis zur Lieferung des Produkts. Ein 3D-gedrucktes Modell kann in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden, ohne dass weitere Geräte und Werkzeuge benötigt werden. Der Druck eines Paars orthopädischer Einlagen auf dem Raise3D E2-Drucker dauert nur 2-3 Stunden. Außerdem wird der gesamte Prozess automatisch durchgeführt, ohne dass eine manuelle Kontrolle erforderlich ist.
Die Herstellung von Einlagen ohne 3D-Druck erfordert viel Handwerkszeug und Zeit, um ein genaues Modell entsprechend den anatomischen Merkmalen zu erstellen. Der 3D-Druck ermöglicht es, individuelle orthopädische Behandlungen erfolgreich durchzuführen.
3D-Druck ist effizient
Der 3D-Druck ist ein effizienteres Verfahren zur Herstellung von Einlegesohlen. Die Nutzer können Modelle entwickeln und sie gleichzeitig in Serie produzieren.
Mit dem 3D-Druck entfällt die Notwendigkeit eines sich wiederholenden Entwurfs-, Prüf- und Änderungsprozesses. Die Technologie ermöglicht es, kleine Serien auf Anfrage zu produzieren. Das Modell steht sofort zur Verfügung.
Geschlossene 3D-Drucker sind ökologisch sauber
3D-Drucker mit geschlossenem Kreislauf, wie der Raise3D, filtern alle Dämpfe heraus, die beim Erhitzen des Materials während des 3D-Drucks entstehen. Dadurch wird der Bedarf an großen Werkstätten oder separaten Produktionsräumen reduziert.
Infolgedessen sorgt der 3D-Druck für eine sauberere und gesündere Umwelt. Sie können die Massenproduktion direkt im Büro durchführen.
Die richtige 3D-Drucksoftware
Dr. Valenti verwendet Polypropylen als 3D-Druckmaterial, um den verschiedenen Verstellelementen der Einlegesohle Halt und Flexibilität zu geben. Jede Art von Polymer benötigt andere Einstellungen. Die richtige Software kann das Finden Ihrer Einstellungen erheblich erleichtern.
ideaMaker zum Beispiel ist eine Software zur Vorbereitung von Dateien auf den Druck, die viele integrierte Voreinstellungen für eine Vielzahl von Polymeren (einschließlich Polypropylen) hat. Mit diesem 3D-Druck-Slicer können Sie Parameter der inneren Struktur wie Fülldichte, Füllwinkel und andere einstellen, um die Festigkeitseigenschaften zu steuern.
Passen Sie die Eigenschaften des Modells in ideaMaker an, um das Modell für den Druck vorzubereiten.
Einsatz von Raise3D-Druckern für orthopädische Einlagen
Dr. Valenti wählte den Raise3D E2 Desktop-3D-Drucker für die Herstellung von orthopädischen Einlagen. Als professioneller mittelgroßer Desktop-Drucker erfüllt der E2 alle Anforderungen an die Druckqualität und eignet sich sowohl für den Heimgebrauch als auch für kleine Studios.
Die Technologie des IDEX E2 ermöglicht es dem Anwender, ein Paar orthopädische Einlagen auf einmal zu drucken und so die Produktionseffizienz zu maximieren. Der ideaMaker verfügt über Parametereinstellungen und verschiedene Vorlagen, mit denen Sie die technischen Eigenschaften der Einlegesohle anpassen und ändern können. Während des Produktionsprozesses können Sie die ideaMaker 3D-Drucksoftware nutzen, um die innere Struktur der Einlage zu verstärken.
Der E2 Desktop-3D-Drucker unterstützt eine Vielzahl von Kunststoffen, darunter auch Polypropylen.
3D-Druck wird mehr medizinischen Bereichen zugute kommen
Der 3D-Druck ermöglicht eine bessere Anpassung, Präzision, ein ästhetisches Erscheinungsbild und eine leichte Struktur. Außerdem werden der Herstellungsprozess, die Vorlaufzeiten und die Verarbeitung erheblich reduziert. Dr. Mirko Valenti hat den 3D-Druck bei der Herstellung von Fußsohlenorthesen eingesetzt. Er verwendete Raise3D-Drucker und -Software für einen kompletten Produktionszyklus und erreichte dank des Raise3D-Ökosystems eine hohe Effizienz.
