MED Software CAD-Tools Durch den hohen Bauraum erlaubt der 3D-Drucker DeltaTower die Fertigung von Objekte von bis zu 110 cm Höhe und 55 cm im Durchmesser. Selbst Prothesen lassen sich im Stück realisieren. 3D-Drucker – auch für ganze Beine A ls Werkstoff dienen je nach Anwendung unterschiedliche Materialen – bis hin zu biokompatiblen Polyactiden (PLA). „Wir benötigen in der Entwicklungsphase von neuen Produkten immer wieder einzelne Teile, die aus Kostengründen nicht konventionell gefertigt werden können. Deshalb setzen wir 3D-Druck bei uns im Haus in verschiedenen Bereichen ein“, berichtet Patrick Bauer aus dem Bereich Forschung & Entwicklung bei der medi GmbH & Co. KG. Das Unternehmen bietet unterschiedliche medizinische Hilfsmittel an, die unter anderem in der Phlebologie, der Orthopädie und der Prothetik zum Einsatz kommen. „Da wir häufiger Komponenten von einem Meter Höhe brauchen, ist der DeltaTower ideal.“ triebe gesteuert und verfahren die Druckeinheit dreidimensional im Raum, wodurch das zu druckende Objekt während des gesamten Prozesses fest auf dem Druckbett stehen bleiben kann. „Auf diese Weise werden Schwingungen, wie sie bei sich bewegenden Druckbetten entstehen, vermieden und es wird möglich, insgesamt höhere Objekte exakt zu drucken“, erklärt Joachim Schmidt, Geschäftsführer der PICCO's 3D World GmbH, die den DeltaTower in Deutschland vertreibt und betreut. Mit den Modellen L und L Dual lassen sich so Werkstücke mit bis zu 110 cm Höhe und einer Fläche von 55 x 55 cm fertigen. Das jüngste Modell der Reihe bietet sogar 65 x 65 cm Bauraum im Querschnitt. Außerdem ist der Druckvorgang dank der besonderen Aufhängung des Druckkopfs sehr geräuscharm. Einfache Installation und Nutzung Mit 3D-Druck lassen sich heute auch komplexe und kleinteilige Formen schnell und wirtschaftlich realisieren. Bei größeren Objekten allerdings stoßen gängige Drucker schnell an ihre Platzgrenzen, auch beeinträchtigen Schwingungen mit zunehmender Höhe die Präzision Im Gegensatz zum klassischen 3D-Drucker, der mit einem Schienensystem in X-, Y-, und Z-Achse arbeitet, nutzt diese Lösung drei Präzisionslinearführungen und sechs Halterungsarme, um das sogenannte Hotend, den Druckkopf mit der heißen Düse, zu bewegen. Die Arme werden über Riemen- MEDengineering 9-10/2015 Um eine möglichst hohe Präzision und Lebensdauer zu erreichen, besteht der Drucker-Turm aus exakt gefrästen Aluminium-Teilen, die einzeln von Hand überprüft und auf ihre Funktion getestet werden. Über der Bodenplatte ist das Heizbett eingebracht, dessen Temperatur konstant geregelt wird. Damit lässt sich eine stabile Fixierung des Druckobjekts sicherstellen, ohne es zu beschädigen. Dies ist notwendig, um ein Verrutschen während des Prozesses zu verhindern. Die Einrichtung ist vergleichsweise einfach, da ein Tastsensor automatisch die Kalibrierung und ebene Ausrichtung der Grundfläche übernimmt. Der Benutzer muss lediglich die Z-Höhe manuell einstellen. Der 3D-Druck selbst erfolgt anhand von Objekt-Modellen, die in der Regel per CAD erstellt, in das gängige STL-Format exportiert und für den Druck per USB von einem Computer oder per TCP/IP 10/100-Schnittstelle übertragen werden. Der DeltaTower lässt sich auch über ein internes LCD-Panel und ein Dreh-Klick-Rad direkt am Gerät bedienen. Über ein Display hat der Bediener alle wichtigen Parameter im Blick. Gedruckt wird per Fused Deposition Modelling-Verfahren (FDM), das heißt, ein Filament des gewünschten Werkstoffs wird bei bis zu 295 °C aufgeschmolzen und über eine 28 www.med-eng.de MED Software CAD-Tools zur Auswahl, darunter gängige Kunststoffe wie PA, ABS und PETG, aber auch medizinisch besonders interessante Werkstoffe wie Keramik oder das biokompatible und abbaubare PLA. „Die Haltbarkeit der damit hergestellten Teile ist je nach Material und Konstruktion gut bis sehr gut“, so Bauer. Die Dicke der aufgetragenen Schicht beträgt je nach Anspruch zwischen 0,05 mm für feine Details bis 0,5 mm für höhere Stabilität oder Produktionsgeschwindigkeit. Die Druckdauer hängt von der Auflösung, der Größe und dem Material ab. „Man muss einige Versuche durchführen und Erfahrungen sammeln, um ein gutes Ergebnis zu erzielen. Trotzdem ergibt sich insgesamt eine höhere Geschwindigkeit bei der Konzeption von neuen Produkten“, sagt Bauer. „Außerdem erlaubt das FDM-Verfahren kostengünstige Drucke.“ Durch die Fertigung direkt nach Modell lassen sich so auch kleine Stückzahlen bis hin zu Prototypen, Nullserien und patientenspezifische Anfertigungen wirtschaftlich herstellen. Durch den weiten Bauraum des DeltaTower lassen sich selbst größere Prothesen, Schienen oder andere Medizinprodukte in einem Stück drucken. Düse schichtweise aufgetragen, um das Objekt aufzubauen. Die Düsen der verschiedenen DeltaTower-Modelle – Single wie Dual – haben Durchmesser von 0,35 mm bis zu 0,9 mm, einschließlich einer Duschbrause mit 7 x 0,40 mm für den schnellen 3D-Druck. Alternativ gibt es Düsen in weiteren Durchmessern, die sich unkompliziert tauschen lassen. Verschiedene Stoffe stehen für den Druck Joachim Schmidt ist Geschäftsführer der PICCO’s 3D World KONTAKT PICCO’s 3D World Gmb 94469 Deggendorf Tel. 0991 372139-0 Fax 0991 372139-9 www.piccos-3d-world.de BITTE BESUCHEN SIE UNSEREN STAND AUF DER DDL26 VOM 9. - 11. DEZEMBER 2015 SIMULATION IN DER MEDIZINTECHNIK 7 - 9 MARCH | HILTON PRAGUE BOOK NOW! #SGC16 REALISIERUNG INNOVATIVER DESIGNS – VIRTUELLE PRODUKTENTWICKLUNG – VERTIEFUNG DES FUNKTIONS-VERSTÄNDNIS ÄNDNIS UNTERSTÜTZUNG BEI DER ENTSCHEIDUNGSFINDUNG – ERARBEITUNG PATIENTEN-SPEZIFISCHER LÖSUNGEN BESCHLEUNIGUNG BEHÖRDLICHER ZULASSUNGEN – ERHÖHUNG DER MARKTPRÄSENZ DURCH ÜBERLEGENE PRODUKTE UKTE [email protected] www.cd-adapco.com SIMON NITINOL™ filter image © 2015 C. R. Bard, Inc. Used with permission. www.med-eng.de 29 MEDengineering 9-10/2015