Simulation garantiert perfekt 3D-gedruckte Orthesen
Im Rahmen des SIGMA3D-Verbundprojekts entwickelten Forscherinnen und Forscher einen neuen Workflow für die digitale Fertigung in der Orthopädietechnik. Herzstück ist die Simulation der mechanischen Belastungsprüfung von 3D-gedruckten Orthesen. Mit dieser sogenannten „finiten Elementanalyse“ zeigt sich bereits vor der Fertigung, ob die Orthese den später zu erwartenden Belastungen standhalten wird oder nicht.
Der 3D-Druck bietet ganz neue Möglichkeiten bei der Gestaltung und Fertigung von Orthesen. Mangels Erfahrungswerte entwickelt sich dieser Bereich jedoch eher zögerlich. Das SIGMA3D-Forschungsteam suchte deshalb nach einem Workflow, bei dem etwaige Schwachstellen der jeweiligen Orthese mittels Simulation bereits vor dem Druck vorhergesagt werden können.
Im Fokus des Projekts stand die Handorthese. Anhand eines physischen Teststands konnte die Belastbarkeit von Handorthesen vor dem 3D-Druck getestet und vermessen werden. Die Daten flossen in die Entwicklung eines Simulationsmodells ein. Die daraus entwickelte Plattformumgebung ermöglicht es Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in der Orthopädietechnik, alle Schritte vom Patientenscan bis hin zur Simulation digital durchzuführen. Das entwickelte Verfahren erhöht die Produktqualität und minimiert Ausschuss, da ausschließlich sichere, belastbare Orthesen gedruckt werden.
Das für Handorthesen entwickelte Workflow-Modell lässt sich auf weitere Orthesenarten und -materialien ausweiten. Die digitalen Werkzeuge sollen einen einfachen und flächendeckenden Einstieg in die additive Fertigung im Bereich der Orthopädietechnik ermöglichen. Gleichzeitig reduziert das Verfahren langfristig Kosten bei der Fertigung und Aufwand bei der technischen Dokumentation.