Jede Hand ist anders -
Formrise liefert passgenauere Orthesen
Formrise produziert mit nächster Polymerplattform individualisierte Medizinprodukte
Noch vor dem offiziellen Marktstart setzt Formrise die nächste Generation der EOS-Polymerplattform für die Herstellung von Handorthesen ein. Fortschritte wurden insbesondere bei Maßhaltigkeit, Wiederholbarkeit und Bauteilkonsistenz erzielt. Diese Eigenschaften sind für die Anwendung entscheidend. Die 3D-gedruckten Orthesen von HKK Bionics können Menschen dabei unterstützen, verloren gegangene Greiffunktionen zurückzugewinnen.
Als Exoskelett liegen diese Hilfsmittel direkt am Unterarm an und werden individuell an die jeweilige Anatomie sowie die vorhandenen Bewegungseinschränkungen angepasst. Bereits kleinste geometrische Abweichungen können sich auf Montage, Funktion und später Tragekomfort auswirken. Grundlage dafür ist daher eine Fertigung, die hoch individualisierte Bauteile reproduzierbar und präzise herstellen kann. „Keine Hand ist wie die andere“, erklärt Dominik Hepp, Gründer und Geschäftsführer HKK Bionics GmbH. „Für uns bedeutet das, dass jedes Bauteil exakt zu der jeweiligen Patientin oder dem jeweiligen Patienten passen muss. Je präziser die Komponenten gefertigt werden, desto besser können wir die Orthese an die individuellen Anforderungen anpassen.“
Höhere Maßhaltigkeit verkürzt den Weg zum fertigen Produkt
Bei hoch individualisierten Medizinprodukten reicht es nicht aus, einmal ein gutes Ergebnis zu erzielen. Entscheidend ist, dass Funktion, Passform und Montage bereits im ersten Fertigungsanlauf erreicht werden und sich die Ergebnisse zuverlässig reproduzieren lassen. Hier setzt die neue EOS-Systemgeneration an. Eine verbesserte Temperaturverteilung innerhalb des gesamten Bauraums schafft homogene Prozessbedingungen. Auf dieser Basis wird der Energieeintrag gezielt an die jeweilige Bauteilsituation angepasst. Das Ergebnis ist eine außergewöhnlich hohe Maßhaltigkeit über das gesamte Bauvolumen hinweg und eine deutlich verbesserte Konsistenz der gefertigten Bauteile.
Die gleichmäßige Temperaturverteilung trägt außerdem zu einer homogeneren Bauteildichte bei und verbessert damit unmittelbar die Farbtreue. Die Orthesen bestehen aus mehreren Komponenten, die flexibel im Bauraum verteilt werden können, um das verfügbare Bauvolumen vollständig auszunutzen. Trotz unterschiedlicher Positionen im Baujob weisen die Einzelteile nach dem Färben ein einheitliches Farbergebnis auf und ergeben nach der Montage eine farblich stimmige Orthese. Das ist für HKK Bionics besonders relevant, weil Patientinnen und Patienten ihre Orthese in der gewünschten RAL-Farbe auswählen können.
Für HKK Bionics bedeutet dies vor allem eines: Die gewünschten Bauteileigenschaften werden deutlich häufiger bereits im ersten Fertigungsanlauf erreicht. Entwicklungs- und Abstimmungsschleifen können reduziert werden, während gleichzeitig die Grundlage für eine langfristig reproduzierbare Versorgung geschaffen wird. „Die Orthese liegt direkt an der Hand an“, sagt Dominik Hepp. „Würde sie nicht exakt passen, hätte das Auswirkungen auf Komfort und Funktion. Die höhere Präzision hilft uns deshalb dabei, deutlich schneller zu Ergebnissen zu gelangen, die technisch und ergonomisch überzeugen.“
Verbesserte Bauteileigenschaften für funktionskritische Komponenten
Wie sich diese Fortschritte konkret auswirken, zeigt die Fingermechanik der Orthese. Die filigranen Komponenten übertragen Bewegungen auf einzelne Finger und müssen gleichzeitig leicht, präzise und dauerhaft belastbar sein. Gerade bei solchen Geometrien kommt die verbesserte Maßhaltigkeit voll zur Geltung. Die Isotopie wurde nochmals verbessert und sorgt gemeinsam mit der hohen Prozesshomogenität für konsistente Bauteileigenschaften im gesamten Bauraum. Dadurch entstehen Komponenten, die nicht nur passgenauer sind, sondern auch ihre mechanischen Eigenschaften zuverlässiger erreichen.
„Besonders beeindruckt hat uns die erreichte Präzision in z-Richtung“, resümiert Peter Spitzwieser, Gründer und Geschäftsführer des Fertigungsdienstleisters Formrise. „Gerade bei den filigranen Bauteilen der Fingermechanik wirken sich kleinste Abweichungen unmittelbar auf Funktion und Montage aus. Die hohe Konsistenz über den gesamten Bauraum hilft uns dabei, Anwendungen umzusetzen, die bislang deutlich mehr Entwicklungs- und Abstimmungsaufwand erfordert hätten.“
Präzision und Wirtschaftlichkeit gehen Hand in Hand
Die höhere Maßhaltigkeit geht dabei nicht zulasten der Produktivität. Im Gegenteil: Die Bauzeit pro Orthesen-Set konnte von 1,5 Stunden auf eine Stunde reduziert werden. Auf das Bauteil bezogen, stieg die Produktivität gegenüber dem Vorgängersystem um rund 35 Prozent. Für Formrise zählt im täglichen Betrieb jedoch weniger die Bauzeit eines Einzelteils. Entscheidend ist die Leistungsfähigkeit eines komplett bestückten Bauraums und genau hier wird der wirtschaftliche Effekt besonders deutlich. Die Fertigungszeit eines Druckjobs sank von 28 auf 21 Stunden. Dadurch können im bestehenden Einschichtbetrieb rund zwei Drittel mehr Bauaufträge pro Woche realisiert werden ohne zusätzliche Kapazitäten aufbauen zu müssen.
Zusätzlich eröffnet die höhere Prozesssicherheit neue Möglichkeiten bei Anwendungen, die besonders hohe Anforderungen an Passform, Wiederholbarkeit und Funktion stellen. „Natürlich freuen wir uns über die höhere Produktivität“, unterstreicht Peter Spitzwieser. „Der eigentliche Mehrwert liegt für uns jedoch darin, dass wir Präzision, Wiederholbarkeit und Wirtschaftlichkeit nicht länger gegeneinander abwägen müssen. Die neue Systemgeneration verbessert alle drei Faktoren gleichzeitig und sorgt für konsistente Ergebnisse unabhängig von der Bauteilposition im Bauraum.“
Technologie trifft MedTech-Kompetenz
Die Zusammenarbeit von HKK Bionics und Formrise zeigt, wie Weiterentwicklungen in der additiven Fertigung den Weg in regulierte Märkte finden. Höhere Maßhaltigkeit, reproduzierbare Bauteileigenschaften und verbesserte Mechanik unterstützen nicht nur die Herstellung bestehender Produkte, sondern eröffnen auch neue Möglichkeiten für zukünftige Generationen individualisierter Medizinprodukte.
Für Formrise geht der Nutzen dabei über die konkrete Orthese hinaus. Anwendungen mit hohen Anforderungen an Passform, Funktion und Wiederholbarkeit zählen zu den anspruchsvollsten Aufgaben in der additiven Fertigung. Wer diese zuverlässig beherrscht, schafft die Grundlage für weitere medizintechnische und industrielle Anwendungen mit vergleichbaren Qualitätsanforderungen. „Für uns geht es nicht nur darum, bestehende Anwendungen besser zu fertigen“, erklärt Peter Spitzwieser. „Die höhere Präzision eröffnet uns auch Zugang zu Anwendungen, bei denen Maßhaltigkeit, Wiederholbarkeit und Bauteilfunktion bislang die entscheidenden Hürden waren.“
Für HKK Bionics wiederum sind die technischen Fortschritte kein Selbstzweck. Sie tragen dazu bei, Menschen im Alltag mehr Selbstständigkeit zu ermöglichen – sei es beim Greifen einer Tasse, beim Anziehen einer Jacke oder beim Bedienen einer Computertastatur. Genau dort zeigt sich letztlich der Wert präziser additiver Fertigung. „Verbesserte technische Eigenschaften sind für uns als Ingenieure natürlich spannend“, weiß Dominik Hepp. „Wirklich wichtig werden sie aber dann, wenn sie Menschen dabei helfen, alltägliche Dinge wieder selbstständig zu tun.“
Ergebnisse auf einen Blick:
- 35 % höhere Produktivität im Vergleich zur Vorgängermaschine
- Bauzeit pro Set von 1:24 h auf 1:02 h reduziert
- Passgenaue individuelle Orthesen bereits im ersten Fertigungsanlauf
- Höhere Maßhaltigkeit über das gesamte Bauvolumen
- Homogene Temperaturverteilung für konsistente Ergebnisse
- Isotrope Bauteileigenschaften, auch in z-Richtung
- Homogenere Bauteildichte für eine gleichmäßige Farbtreue in gewünschter RAL-Farbe
Kurzprofil von Formrise
Weitere Informationen: https://formrise.com/
Kurzprofil des Unternehmens HKK Bionics
Die HKK Bionics GmbH ist ein Spin-off der Hochschule Ulm und spezialisiert auf aktive bionische Orthesen. Durch die Kombination fortschrittlicher Technologien und Fertigungsmethoden mit traditioneller orthopädischer Handwerkskunst entwickelt HKK Bionics kompakte Hightech-Lösungen, die Menschen mit schweren motorischen Einschränkungen helfen, ihre Mobilität und Lebensqualität zurückzugewinnen.
Weitere Informationen: https://hkk-bionics.de/en
