EU-Projekt spart Zeit und Geld mit CUSTOM-FIT-Produkten
Der weltweite Konkurrenzkampf um die Erzeugung und Fertigung von Produkten ist stark und fordert innovatives Handeln. Die Europäer demonstrieren ihr Können in diesem Bereich, indem sie von ressourcenbasierender Fertigung zu wissensbasierter Fertigung sowie von Massenprodukten für den einmaligen Gebrauch zu neuen maßgeschneiderten und nachhaltigen Produkten mit Wertschöpfung übergehen. Das EU-finanzierte Projekt CUSTOM-FIT unterstützt diese Bemühungen durch Entwicklung und Einbindung eines neuen und innovativen Fertigungsprozesses auf Grundlage von Schnellfertigung (Rapid Manufacturing, RM). Das Projekt wird unter dem Sechsten Rahmenprogramm mit 9,25 Mio. EUR finanziert. Die derzeit auf dem Markt verfügbaren Produktionstechnologien besitzen nicht die Kapazität zur automatischen Fertigung individueller, kundenspezifischer Produkte. Aus diesem Grunde tritt CUSTOM-FIT auf den Plan. Den Projektpartnern zufolge nutzte CUSTOM-FIT wissensbasierte Schnellfertigungsverfahren (Rapid Manufacturing, RM), Technologien für die Informationsgesellschaft (Information Society Technologies, IST) und Werkstoffkunde, um eine innovative und dennoch kostengünstige Methode zur Montage von Medizintechnikprodukten und Konsumgütern (z. B. Prothesen für Patienten ohne Extremitäten), die individuell zugeschnitten sind und unbegrenzte geometrische Freiheit haben, erfolgreich zu entwickeln. Aus der gesellschaftlichen Perspektive heraus gesehen, werden die Projektergebnisse denjenigen nützen, die ihr Wohlbefinden verbessern möchten, und die von ihnen genutzten Gegenstände optimieren. Die Forscher betonen, dass Leistungsfähigkeit und Komfort verbessert und es weniger Verletzungen geben wird . Das 33 Mitglieder umfassende Konsortium (wovon 35% kleine und mittlere Unternehmen sind) verwendete insbesondere dreidimensionale (3D-) Scans, um geometrische Merkmale zu erhalten. Die Daten wurden dann verwendet, um die Produktform mit speziellen CAD-Technologien(Computer Aided Design) anzupassen, und für die Erstellung des Endergebnisses wurden RM-Technologien verwendet. Die Forscher nahmen spezielle Maße eines Extremitätenstumpfs und nutzten Spezial-3D-CAD zur Erstellung eines ersten Schaftentwurfs. Auf der Grundlage dieses Entwurfs wird ein erster Außenabguss zur Thermoformung des ersten Schafts (also ein Testschaft) verwendet, den der Patient dann testet. Der Testschaft wird dem Team zufolge mithilfe eines Gerätes für Stereolithografie (Stereo Lithography Apparatus, SLA) erzeugt. Thermoformteile werden erzeugt, indem eine Kunststofffolie erwärmt und anschließend durch Erzeugung eines Unterdrucks auf eine Form gezogen wird. Aufgrund dieses Verfahrens konnten die Forscher die Verwendung teurer Spritzgussformen umgehen, die bei den herkömmlichen Methoden genutzt werden. Letztendlich wurde auch Zeit gespart und die Lieferzeit für den Schaft (d. h. die Lieferzeit wurde durch Berechnung der Zeit von der Krankenhauseinweisung bis zur -entlassung des Patienten bemessen) verkürzt. Transfemoral Amputierte schließen ihr Rehabilitationsprogramm im Normalfall nach 25 Tagen ab. Die innovative Technologie von CUSTOM-FIT konnte ihren Krankenhausaufenthalt um 7 Tage verkürzen und sparte ihnen 2.000 EUR. Die Meinung des Patienten ist ausschlaggebend, ob der Schaft richtig angepasst ist oder nicht. Dann wird ein zweiter Außenabguss angefertigt, um den endgültigen Schaft herzustellen, der aus einer weichen thermoformbaren Innenschicht und einer äußeren Verbundstruktur besteht. Nach dem Testen des Testschafts wird von einem Spezialsondenscanner die abgeänderte Form gescannt. So wird die Innenoberfläche, von der das Design des endgültigen Schafts erstellt wird, vom Sondenscanner erzeugt. Die innovative RM-Technik, von den Partnern Plastic Powder Printing (PPP) genannt, erzeugt dann den endgültigen Schaft. Die Forscher berichteten, dass sie die Prothesenproduktion zur Prüfung ihres Fertigungskonzepts nutzten und dabei insbesondere den transfemoralen Prothesenschaft, also die Verbindungsstelle zwischen Restbeinstumpf und künstlichem Bein. Der Restbeinstumpf wird gehalten und geschützt. Die Kräfte werden vom Beinstumpf auf die Prothese übertragen und das unabhängig von den Handlungen des Patienten, die Rennen und Stehen mit einschließen. Komfort, Haltbarkeit und Trageeigenschaft sind entscheidend, erklärte das Team. Wie die Projektpartner berichteten, zielt CUSTOM-FIT auf eine holistischere Annäherung an die Erzeugung von Produkten und Leistungen auf der Grundlage von IST ab. Sie fügten hinzu, dass das Ende dieses Monats auslaufende Projekt drei wichtige technische Durchbrüche erreichen wird: ein automatisches Designsystem für wissensbasiertes Design von CUSTOM-FIT-Produkten, die Verarbeitung von Mehrschichtstrukturen aus verschiedenen Materialverbindungen sowie die Schnellfertigung (RM) für unmittelbare Fertigung und Bedarfsfertigung mehrschichtiger CUSTOM-FIT-Produkte. Die Unternehmensgruppe Delcam aus dem Vereinigten Königreich koordiniert das Projekt. Zu den Partnern gehören die tschechische Technische Universität in Prag (Tschechische Republik), die Universität Patras (Griechenland), Inail Centro Protesi (Italien) und die Universität für Technologie Wroclaw (Polen).