3D-Druck – die Zukunft der Hilfsmittelfertigung?

Es scheint wie Magie: Scheinbar aus dem Nichts heraus erschaffen moderne 3D-Drucker nicht nur Formen und Figuren, sondern ganze Bausätze für technische Geräte. Auch die Hilfsmittelbranche hat die beinahe unendlichen Möglichkeiten des 3D-Drucks erkannt. Ob individuell angepasste Prothesen oder ergonomische Sitzpolster – die Zukunft dieser Technologie hat gerade erst begonnen.

Was 3D-Druck ist und wie er funktioniert, davon haben die meisten von uns nur eine recht grobe Vorstellung. Während die Technologie bei ihrer Einführung vor einigen Jahren eine große Medienpräsenz für sich beanspruchen konnte, ist sie heute eher zu einer Randerscheinung des öffentlichen Interesses geworden. Dabei leistet der 3D-Druck aktuell mehr denn je und könnte in Zukunft eine erhebliche Rolle bei der Herstellung verschiedenster Produkte spielen – auch in der Hilfsmittelbranche.

Die Vorteile des 3D-Drucks

Inwiefern aber hebt sich der 3D-Druck von herkömmlichen Herstellungsverfahren ab? Die Unterschiede beginnen noch vor der eigentlichen Produktion: Für gewöhnliche Produktionsverfahren ist es oft notwendig, physische Vorlagen und Formen für die späteren Produkte vorzubereiten. Das macht die Herstellung komplexer Stücke schwierig und umständlich. Alternativ müssen spezielle Maschinen für die Herstellung der immer gleichen Produkte gebaut und konfiguriert werden – eine kostspielige und wenig nachhaltige Vorgehensweise. Die Anfertigung individueller Einzelstücke ist industriell kaum möglich und von Hand gefertigte Stücke sind in der Regel sehr teuer, die entsprechenden Handwerksmeister*innen nicht immer und überall zu finden.

Für all diese Probleme bietet der 3D-Druck – zumindest in der Theorie – passende Lösungen. Das hat auch das dänische Unternehmen Create it REAL erkannt, welches Hilfsmittel und andere Produkte per 3D-Druck herstellt. Marketing Managerin Mette Kristensen sagt: "Die Synergie zwischen 3D-Druck und Hilfsmitteltechnologien liegt auf der Hand, denn der 3D-Druck eignet sich hervorragend für die Massenanfertigung. Er erfüllt alle Voraussetzungen für eine nachhaltige Produktion ohne Abfall."

Formen und Vorlagen für den 3D-Druck werden komplett am Computer erstellt. Auf diese Weise wird nicht nur Material gespart, auch Einzelanfertigungen können ressourcenschonend geplant und angefertigt werden. Erst wenn das gewünschte Produkt am Computer einen perfekten Eindruck macht, wird der Druckauftrag an den Drucker übermittelt. Dieser nutzt dann, je nach Bedarf, unterschiedliche Kunststoffe wie Polylactide (PLA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) oder Polyetheretherkton (PEEK), um das Produkt exakt nach den Vorgaben zu erstellen. Und fehlen die benötigten Werkzeuge, um zum Beispiel verschiedene Teile miteinander zu verbinden, können auch diese einfach per 3D-Druck hergestellt werden. Auf diese Weise lassen sich sowohl Einzelanfertigungen als auch – die entsprechende Anzahl an 3D-Druckern vorausgesetzt – Massenanfertigungen verwirklichen.

Neben Einlegesohlen, Sitzpolstern und Korrekturstützen stellt Create it REAL auch Korsette per 3D-Druck her. Das vor Kurzem gestartete Projekt TRACKY soll demonstrieren, dass Kreislaufwirtschaft auch in der Hilfsmittelindustrie Einzug gehalten hat und nachhaltige Herstellungsprozesse die Zukunft der Branche sein können.

Mit dem Projekt TRACKY hat Create it REAL fünf Ziele ins Auge gefasst:

• Recycling von alten Materialien für neue orthopädische Korsette
• Rückverfolgung von Informationen über Art und Ursprung der recycelten Materialien
• Überwachung der Produktionsqualität zur Einhaltung der erforderlichen Standards
• Demonstration und Validierung zur Machbarkeit der Verwendung von Recycling-Materialien im 3D-Druck, insbesondere beim Fuse Deposition Modelling (FDM)
• Aufzeigen der Vorteile für Endnutzende in Bezug auf Kosten und Ressourcen

Jeremie Gay, Gründer und CTO von Create it REAL, erklärt die Herausforderungen des Projekts: "Das ist völliges Neuland. Bis jetzt haben wir Polypropylen nur einmal recycelt. Wir sind besonders daran interessiert, wie es sich nach der vierten, fünften oder vielen weiteren Wiederverwendungen verhält. Müssen wir unsere Druckverfahren automatisch anpassen, um die Qualität des Materials zu erhalten und seine Wiederverwendung zu maximieren? Können wir es unter den richtigen Bedingungen ewig wiederverwenden? Können wir diese Bedingungen nachverfolgen? Diese Fragen wollen wir mit dem Projekt TRACKY beantworten."

Aber welche Vorteile bietet das Verfahren für Menschen mit Behinderung, an die sich die beschriebenen Produkte final richten? Die Antwort umfasst zwei Faktoren, die den Betroffenen schmerzlich bekannt sein dürften: Kosten und Anpassbarkeit.

Kosten: Zwar sind besonders hochwertige 3D-Drucker in der Anschaffung nach wie vor relativ teuer. Doch einmal vorhanden, können sie die Material- und Produktionskosten für Unternehmen enorm senken. Gerade das von Create it REAL genutzte FDM gilt als relativ kostengünstiges Herstellungsverfahren. Unternehmen können die geringeren Kosten dann entsprechend an ihre Kund*innen weitergeben, die von günstigeren Hilfsmitteln profitieren.

Anpassbarkeit: Bei Hilfsmitteln wie Prothesen, Rollstühlen oder Gehhilfen handelt es sich in der Regel um Serienfertigungen, die dann – im Rahmen der Möglichkeiten – an die Benutzenden individuell angepasst werden. Doch nicht immer sind diese Anpassungen zufriedenstellend. Mittels 3D-Druck können Hilfsmittel von Anfang an individuell konzipiert und produziert werden. Hilfsmittel, die durch fehlerhafte Anpassungen Unsicherheiten hervorrufen oder sogar eine gesundheitliche Gefahr, zum Beispiel durch Druckgeschwüre, darstellen, könnten somit der Vergangenheit angehören.

Weniger Stress auch für Kinder

Die Anpassbarkeit spielt besonders bei Hilfsmitteln für Kinder eine große Rolle. Auch die rahm GmbH beschäftigt sich seit einigen Jahren mit den Möglichkeiten des 3D-Drucks.

"Im Bereich der Kinderprothetik ergab sich der Bedarf, die neue Technologie einzusetzen, aufgrund mangelnder guter Alternativen. Eine funktionelle Versorgung – gerade für die noch sehr jungen Patient*innen – war oftmals nicht zufriedenstellend leistbar. Hier hat die Kombination aus hoher Funktionalität mit einem kindgerechten Design und der Möglichkeit einer computergestützten Belastungssimulation zu tollen Ergebnissen geführt", erklärte André Dick, Leiter digitale Orthopädietechnik bei rahm Zentrum für Gesundheit & Mobilität, Anfang 2023 im Gespräch mit REHACARE.de.

Die leichte und kindgerechte Bauweise führe außerdem zu einer hohen Akzeptanz bei Kindern mit Behinderung. "Wachstumsbedingte Anpassungen werden einfacher und der Gipsabdruck entfällt aufgrund der Scan-Technik. Dies ist deutlich weniger belastend für die ganze Familie. Alle Vorteile vereint, können wir so eine gute Funktionalität erreichen", ergänzte Dick.

Was bringt die Zukunft?

Projekte wie TRACKY und die Erfolge von rahm zeigen, welches Potenzial im 3D-Druck steckt, aber auch, welche Wege noch beschritten werden müssen, um dieses auch abzurufen. Denn 3D-Druck wird heute nach wie vor in den meisten Fällen nur zur Herstellung von Einzelstücken oder Prototypen, aber nicht zur Massenfertigung genutzt. Zu unsicher sind viele Unternehmen noch mit Blick auf die Möglichkeiten, das Risiko und das Kosten-Nutzen-Verhältnis des noch jungen Herstellungsverfahrens. Um den 3D-Druck trotzdem zukunftssicher zu machen und mögliche Risikofaktoren zu erkennen, arbeitet Create it REAL mit kleinen Start-ups zusammen.

"Create it REAL ist ein Technologiepartner, und wir entwickeln diese Lösungen in Zusammenarbeit mit Branchenpionier*innen, die von der digitalen Transformation angetrieben werden. Wir kombinieren das Fachwissen unserer Branchenpartner*innen mit unseren technologischen Fähigkeiten und bringen die Ambitionen unserer Partner*innen auf die nächste Stufe", so Mette Kristensen.

Matthias Groß
REHACARE.de