Forum Medizin-, Zahn- & Orthopädietechnik

DIENSTAG, 22. Juni 2021

Ort: CongressCenter, 3. OG Panoramasaal

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08:30 - 09:30
Check-In
09:30 - 09:45
Begrüßung Carl-Zeiss Saal
09:45 - 10:30

- Vorstellung des aktuellen Status der Additiven Fertigung bei Daimler Buses
- Präsentation von umgesetzten und bereits verbauten 3D - Druckteilen in unseren Fahrzeugen
- Veränderung der aktuellen Supply Chain durch 3D-Druck
- AM Big Picture Daimler Buses

Ralf Anderhofstadt und Janis Kretz | Daimler Truck AG / EvoBus GmbH - Daimler Buses

Ralf Anderhofstadt und Janis Kretz

10:30 - 11:00
Kaffeepause & Besuch der Ausstellung
Session 1
11:30 - 12:00

3D Druck in der Medizin erlebt auch in Pandemie-Zeiten ein stabiles Wachstum. Krisenunabhängig wird die industrielle Fertigung von Implantaten und Instrumenten weiter optimiert. Die additive Fertigung von patientenindividuellen Kranialplatten aus Kunststoff hat dank industrieller FDM Technologie disruptiven Charakter, da Investitons- und Materialkosten im Vergleich zu konventionellen Fertigungstechniken und alternativen Materialien deutlich reduziert werden können.
Individualisierte Kranialplatten aus Kunststoff bestehen heute überwiegend aus PEEK, einem Hochleistungskunststoff, der in der medizinischen Fertigung weit verbreitet und akzeptiert ist. Die Implantate werden derzeit meist gefräst. Dies bedeutet eine geringe Ressourcen-Effizienz, da lediglich 10% oder weniger des verarbeiteten Materials für das Implantat genutzt werden. Zudem ist die Investition in Hardware und der Unterhalt deutlich aufwändiger im Vergleich zu einem industriellen FDM Drucker. Hier liegt der Ausschuss eines Implantats bei etwa 10% des Eigengewichts, primär aufgrund der Stützstrukturen, die im FDM Druck notwendig sind.

Neben PEEK als etabliertes Material für Kranial-Implanate werden auch Titan-Implantate additiv gefertigt.  Auch hier stehen deutlich höhere Investitionskosten und Unterhaltskosten für den Drucker den vergleichsweise geringen Investitionen in einen industriellen FDM Drucker gegenüber.  
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass industrieller FDM Druck von Implantaten im Vergleich zu Titan-Druck oder Kunststoff-Fräsen eine wirtschaftlich attraktive Lösung für MedTech Firmen ist.

Martin Herzmann | Kumovis GmbH

 

 

12:00 - 12:30
Mittagspause & Besuch der Fachmesse
Session 2
12:30 - 13:00

Erfahrungen aus der Praxis zeigen Moeglichkeiten, Grenzen und eine exemplarische Lernkurve im Umgang mit additiver Fertigung auf. Anhand von konkreten Anwendungsbeispielen werden Loesungen praesentiert, deren Umsetzung ohne 3D Druck nur sehr umstaendlich oder nicht umsetzbar sind.
Einfuehrung
Digitale Fertigung haelt seit laengerem Einzug in die OT und wird sich noch staerker manifestieren. Neben der alltaeglichen Prozessbeschleunigung, die vielerorts angestrebt wird, ist vor allem das Innovationspotential ein entscheidender Faktor sich dieser Technik anzunehmen und hierdurch Versorgungsqualitaeten zu erhoehen.
Methodik
Durch fehlende Vorgaben und Kennwerte in stets individuellen Einsatzgebieten ist das Vorgehen stark von eigener Erfahrung, Versuch und Irrtum sowie Testreihen bestimmt. Wandstaerken, Oberflaechenstrukturen, Materialauswahl sowie Druckverfahren bieten eine Vielzahl an Faktoren, durch die sich die Einsatzmoeglichkeiten zu potenzieren scheinen. Neue Technologien, Oberflaechenstrukturen sowie Veredelungstechniken wurden demnach immer in Absprache mit den Patienten unter Ruecksprache mit Herstellern und Dienstleistern eingesetzt. Aktuelle Entwicklungen in der Fertigungstechnologie sowie reger Austausch mit Technikern sowie Makern und Produzenten ist hierbei ein Weg zum Erfolg die Potentiale richtig einzuschaetzen.
Schlussfolgerung
Der Einsatz von gedruckten Hilfsmitteln geht weit ueber kosmetische Verkleidungen und die blosse Prozessoptimierung hinaus. Den OrthopaedietechnikerInnen wird in aller erster Linie die Moeglichkeit gegeben neue Versorgungstandards zu definieren und mit Hilfe bisher schwer erreichbarer Fertigungspraezision neue Funktionen zu integrieren. Somit kann die Qualitaet der Hilfsmittel nicht nur funktional sondern auch formaesthetisch erhoeht werden.

Frank Naumann | ORTHOVITAL GmbH

 Frank Naumann

13:00 - 13:30

Unterschenkelorthesen werden stets individuell vom Orthopädietechniker an den Patienten angepasst. Dieser Vorgang ist jedoch nach aktuellem Stand sehr zeitaufwendig, erfordert höchstpräzise Arbeit des Technikers und die am Ende des Herstellungsprozesses stehende Orthese ist nicht ausreichend reproduzierbar. Mit diesem Beitrag soll eine digitale Prozess-kette zur nachhaltigen Herstellung individueller Unterschenkelorthesen vorgestellt werden.
Schritt eins ist die digitale Patientendatenerfassung (mechanische, anatomische Parameter, Metadaten und Körperteilscans) für Konstruktionsanalysen. Dies wird außerdem als Input für die Konstruktionsparameter zur Modellierung des initialen CAD-Modells der Orthesenele-mente benötigt. Als ausgewähltes Beispiel soll hier ein neuentwickeltes, konstruiertes Gelenk-design einer speziellen Unterschenkelorthesenart dienen. Im zweiten Schritt werden die spe-zifischen Patientenparameter im CAD implementiert, um die Gelenkkonfiguration zu steuern. Mit Hilfe eines künstlichen neuronalen Netzes ist es hier möglich, perfekt passenden Spezifi-kationen des Orthesengelenkes automatisiert zu generieren und eine zeitsparende Adaption des CAD-Modells umzusetzen. Schritt drei beinhaltet Druckvorbereitungen und schließlich die additive Fertigung (AM), welche ein präzises und schnell gefertigtes Produkt ermöglicht. Da-neben kann durch Fertigungseigenschaften sowie Pozessdigitalisierung eine Nachbearbei-tung der Orthese bzw. Wiederholung der Herstellung durch fehlerhaftes Arbeiten nahezu aus-geschlossen werden oder mindestens vereinfacht werden. Ferner kann Produktmaterial ein-gespart werden. Das genaue Gelenkverhalten mit AM gilt es noch zu überprüfen, insgesamt konnte aber der Herstellungsprozess effizienter und nachhaltiger gestaltet werden.

Dipl.-Ing. Lydia Mika | Technische Universität Dresden, Professur für Konstruktionstechnik/ CAD

2012 - 2018: Studium für Maschinenbau (Produktentwicklung) an der Professur für Konstruktionstechnik/CAD der Technischen Universität Dresden
Seit 2019: Wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Professur für Konstruktionstechnik/CAD (Forschungsgruppe Revers Engineering) an der Technischen Universität Dresden unter Prof. Dr.-Ing. habil. Ralph Stelzer

Aktuelles Projekt: Entwicklung einer wissensbasierten Prozesskette zur Fertigung integraler patientenindividueller und lastangepasster Orthesen (IndivO)

13:30 - 14:00

Die Additive Fertigung mit dem Pulverbettverfahren hat sich über die Jahre in der Medizintechnik besonders in der Orthopädie bzw. Implantatfertigung etabliert. Vorrangig kommen für diese Anwendungen Titan und Titanlegierungen zum Einsatz, die sich durch hohe Biokompatibilität sowie geeignete mechanische Eigenschaften auszeichnen. Nichtsdestotrotz gibt es für manche Anwendungen im Medizintechnik-Umfeld höhere Anforderungen an das Materialverhalten, die mit den bewährten Titanwerkstoffen nicht vollumfänglich erfüllt werden können. Metallische Gläser scheinen hier eine vielversprechende Alternative zu bieten, die nicht nur gute Verträglichkeit im menschlichen Körper sicherstellt sondern auch eine höhere Flexibilität aufweist. Dies kann ein großes Potential für die additive Herstellung von stark dynamisch belasteten Implantaten wie beispielsweise Rippenbögen bieten.

Laura Kastenmayer | TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH

Seit 2019 ist Laura Kastenmayer die verantwortliche Branchenmanagerin für Medizintechnik im Fachbereich Additive Fertigung der TRUMPF Laser- und Systemtechnik GmbH. Als Applikationsingenieurin der Additiven Fertigung für TRUMPF hat sie sich bereits 2017 mit Fragestellungen zum Laserstrahlschmelzprozess und dessen Parameterqualifizierung sowie Anforderungen an Material und Design auseinandergesetzt. Hintergrundwissen zum pulverbettbasierten 3D-Druck Verfahren hatte sie bereits während ihres Medizintechnik-Studiums an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg im Rahmen von Bachelor- und Masterarbeit sowie diverser Tätigkeiten als Hilfswissenschaftlerin der Universität erworben.

14:00 - 14:30
Kaffeepause
14:30 - 16:00
Forum "Wissenschaft I" im gleichen Raum Panoramasaal
16:00 - 16:15
Kaffepause
16:15 - 17:00

Panel Discussion "Nachhaltigkeit" im Raum Carl-Zeiss

17:00
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