Elektronik hilft Passgenaue Orthesen aus dem 3D-Drucker

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Orthesen, die verletzte Finger schienen, im Krankenhaus schnell mit dem 3D-Drucker herstellen: Studierende der Hochschule Trier haben dafür eine kompakte Plattform, die Finger vermisst, entwickelt.

Schnell nach der Gartenarbeit noch die Leiter einfahren und zack, schon ist es passiert: Im Zeigefinger klafft eine tiefe Schnittwunde. Ab ins Krankenhaus, einen Verband anlegen und darüber eine Schiene, die den Finger stabilisiert und den Heilungsprozess unterstützt.

Doch bequem ist anders, denn solche Orthesen haben meist Einheitsgrößen, die vielen Patienten nicht passen. Ändern möchten das Studierende vom Technik-Hauptcampus der Hochschule Trier. Sie haben ein System entwickelt, mit dem Krankenhäuser, Arztpraxen und Sanitätshäuser passgenaue Orthesen direkt vor Ort mit dem 3D-Drucker ausdrucken können – ohne lange Wartezeiten.

Die Lösung besteht aus einer Messplattform mit Schiebern, die Höhe, Breite, Länge und Winkel der aufgelegten Finger vermisst. Ähnlich wie ein Fußlängenmesser im Schuhgeschäft. Eine CAD-Software individualisiert mit den Messdaten das 3D-Modell einer Orthese. Ein 3D-Drucker druckt die Schiene anschließend aus.

Beim 3D-Drucksystem aus Trier sollen alle Komponenten so leicht wie möglich zu bedienen sein. Und gleichzeitig auf engstem Bauraum ausfallsicher, wartungsarm und hygienisch arbeiten. Eine konstruktionstechnische Herausforderung etwa war die Führung der beweglichen Schieber, deren Spitzen sich beim Vermessen der Finger entlang aufgeklebter Zentimetermaße bewegen.

„Die Versuche, eine Führung selbst mit dem 3D-Drucker herzustellen, waren nicht zufriedenstellend“, sagt Student Allan Schmitz. Das Team habe sich deswegen an einen Spezialisten für Linearführungen gewandt: igus. „Mithilfe der einbaufertigen Miniaturgleitführungen der Serie drylin N in Baugröße 17 konnten wir die Führungen für unsere Messplatte sehr einfach realisieren.“

Die Studierenden haben dabei drei 17 mm schmale Aluminiumschienen auf die Plattform geschraubt – für die Längen-, Breiten- und Höhenmessung der aufgelegten Finger. Die Schieber, montiert auf kompakten Schlitten, 30 mm lang und 6 mm hoch, bewegen sich während des Messens über Gleitflächen aus Hochleistungskunststoff auf den Schienen.

Integriert in diesen Kunststoff sind mikroskopisch kleine Festschmierstoffe, die sich im Laufe der Zeit automatisch freisetzen und einen reibungsarmen Trockenlauf ermöglichen. „Dank der Schmierfreiheit arbeiten unsere Miniatur-Linearführungen über viele Jahre präzise, leichtgängig, wartungsfrei und in medizinischen Bereichen besonders hygienisch“, sagt Michael Hornung, Produktmanager drylin Linear- und Antriebstechnik bei igus.

Das Kölner Unternehmen unterstützt das Medizintechnik-Projekt mit kostenlosen Bauteilen – im Rahmen des „young engineers support“ (yes). Ein Förderprogramm für junge Nachwuchsfachkräfte, das neben Materialien auch Gastvorträge und Workshops von igus Experten, Werksbesichtigungen und Karrierechancen umfasst – etwa den Einstieg in die Berufswelt.

„Uns ist sehr wichtig, in Nachwuchskräfte von morgen zu investieren und Projekte zu fördern. So lernen kommende Fachkräfte igus kennen und wertschätzen den Verzicht auf Schmierung bei sämtlichen unserer Linearführungen – und damit auch unsere Aktivitäten im Bereich Nachhaltigkeit und Recycling“, so Hornung.(kr)

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