Neo3D Stellt Maßgeschneiderte Orthopädieprodukte mit 3D-Scan und 3D-Druck her

Case Study NEO3D 3DDruck Fertigungstechnik der Zukunft 20210901
Das Unternehmen NEO3D stellt maßgeschneiderte Prothesen und orthopädische Produkte mittels 3D-Druck und 3D-Scan her.

Der Gründer des Startups NEO3D, Noel Blättler, hatte in seiner anfänglichen Erfahrung mit der additiven Fertigung eine schnelle Erkenntnis: Der 3D-Druck hat das Potenzial die Zukunft der Fertigungsbranche zu sein. Noel Blättler suchte nach einer Technologie, die es ihm ermöglicht, maßgeschneiderte und kundenspezifische Produkte mit geringem Aufwand zu produzieren. Dabei stieß er auf die Technologie des 3D-Drucks und erkannte, welche vielfältigen Möglichkeiten der 3D-Druck bietet. Der Gründer ergänzte die Schwerpunkte seines jungen Unternehmens um die 3DDruck-Auftragsfertigung, CAD-Dienstleistungen, 3D-Modellierungen und 3D-Scannig. Den Fokus setzte er vor allem auf medizinische Anwendungen, wobei die individuelle Produktion für Orthopädie-Technik im Vordergrund steht. Für die praktische Umsetzung wandte sich der Gründer Noel Blättler an die 3D-Druck Experten von 3D-MODEL. Nach ausführlicher Beratung zu den verschiedenen 3DDruckern im Angebot von 3D-MODEL fand Noel Blättler die optimale Maschine für seine Anwendung – den Fuse 1 3D-Drucker mit dem Fuse Sift von Formlabs. Nachdem 3D-MODEL den neuen Fuse 1 direkt am Standort von NEO3D in der Schweiz installierte und in einem Training vor Ort die Funktionsweise sowie die Bedienung des 3D-Druckers genau erläuterte, konnte der Fuse 1 direkt in Betrieb genommen werden.

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Diese maßgeschneiderte Knöchelorthese wurde von NEO3D mit dem Formlabs Fuse 1 3DDrucker angefertigt.

Am Beispiel einer maßgefertigten Knöchel-Orthese kann der gesamte Fertigungsprozess von NEO3D unter Einbeziehung der verwendeten Produkte insbesondere des Fuse 1 3D-Druckers dargestellt werden:

1. Schritt: Einscannen des Knöchels

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Im ersten Schritt der Orthesenherstellung wird der Knöchel des Patienten von NEO3D 3D-gescannt.

Für die individuelle Maßanfertigung des 3D-Druckteils wird zuerst der Knöchel des Patienten mit einem 3D-Scanner erfasst, um die passgenaue Orthese herstellen zu können. Hierfür eignen sich beispielsweise die handgeführten 3D-Scanner Artec EvaArtec Leo oder Artec Space Spider optimal. Neben vielen weiteren Vorteilen überzeugen diese 3D-Scanner vor allem mit ihrer Benutzerfreundlichkeit, ihrer Schnelligkeit und ihrer außerordentlichen Genauigkeit.

2. Schritt: Modellierung in Geomagic Freeform

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Modellierung der Knöchelorthese mit Hilfe der Software Geomagic Freeform.

Die Scandaten können direkt nach der Erfassung transformiert und in der Software Geomagic Freeform modelliert werden. Dabei besteht durch die Software die Möglichkeit, die virtuelle Modelliermasse zu formen und je nach Anforderung etwas auf- oder abzutragen. Für Noel Blättler liegt der klare Vorteil von Geomagic Freeform in der simplen Bedienung und Benutzerfreundlichkeit, die es selbst Laien einfach macht mit der Software zu arbeiten.

3. Schritt: Platzierung der Modelle in PreForm

In der Druckervorbereitungssoftware PreForm von Formlabs kann der Benutzer seine Bauteile virtuell im 3D-Drucker platzieren und so den Druck planen. Anschließend werden die Modelle auf den 3D-Drucker geladen, um den 3D-Druck zu starten.

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Virtuelle Anordnung der herzustellenden Fabrikate in der Baukammer des 3D-Druckers

4. Schritt: Vorbereitung des Fuse 1

Damit der Fuse 1 3D-Drucker drucken kann, muss dieser zuerst vorbereitet werden. Dazu muss als erstes Pulver zum 3D-Drucker hinzugefügt werden. Aktuell stehen für den Formlabs Fuse 1 die Materialien Nylon 11 und Nylon 12 zur Verfügung. Teile aus Nylon 11 sind sehr langlebig und verschleißfest, wodurch sich das Material perfekt für schlagfeste Prototypen, Halterungen, Vorrichtungen, Einrastelemente, Klammern und Scharniere, dünnwandige Kanäle und Gehäuse sowie Orthetik und Prothetik eignet. Teile aus Nylon 12 sind besonders robust und umweltbeständig, weshalb der Werkstoff vor allem in der Produktion von hochleistungsfähigen Prototypen, permanenten Haltevorrichtungen, Vorrichtungen und Werkzeugausstattungen, Kleinserien sowie biokompatiblen, sterilisierbaren Teilen zum Einsatz kommt. Das Unternehmen NEO3D nutzt das Material Nylon 12 bei der Fertigung. Als zweites wird bei der Vorbereitung des 3D-Druckers eine saubere optische Kassette sowie die Baukammer eingesetzt. Zuletzt werden finale Überprüfungen vor dem 3D-Druck durchgeführt. Anwender Noel Blättler ist begeistert vom Formlabs Fuse 1 3D-Drucker: „Im Vergleich zu klassischen FDM-3D-Druckern ist der Aufwand bemerkenswert gering. Es handelt sich lediglich um fünf bis zehn Minuten Vorbereitung.“

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Vier Schritte der Druckvorbereitung: Pulverhinzugabe, Einsetzen der Optischen Kassette, Einsetzen der Baukammer sowie finale Überprüfungen

5. Schritt: 3D-Druck

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3D-Druck mit dem Formlabs Fuse 1, eingeleitet durch Noel Blättler, Gründer von NEO3D

Der Fuse 1 druckt im nächsten Schritt das gewünschte Teil.

6. Schritt: Nachbearbeitung im Fuse Sift

Nach dem 3D-Druck können die fertigen Bauteile im Fuse Sift nachbearbeitet werden. Unterdruck sorgt dafür, dass die Reinigung unkompliziert erfolgen kann, da das Pulver im Innenraum bleibt. Nicht genutztes Pulver kann so direkt aufgefangen und in die Mischstation zurückgeführt werden. Ein großer Vorteil des Fuse Sift ist daher, dass der Arbeitsplatz sauber bleibt und überschüssiges Pulver weiterverwendet werden kann. Des Weiteren betont der Anwender Noel Blättler auch, dass ihm die Steuerbarkeitsfunktion des Fuse 1 über den Mix von neuem und wiederverwendetem Pulver zusagt.

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3D-Druck mit dem Formlabs Fuse 1, eingeleitet durch Noel Blättler, Gründer von NEO3D

7. Schritt: Nachbearbeitung Sandstrahlen

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Ein optionaler Nachbearbeitungsschritt ist das Sandstrahlen, welches NEO3D für die Enfernung von Pulverrückständen einsetzt.

Je nach Anwendung können noch weitere Nachbearbeitungsschritte sinnvoll für ein hochqualitatives Ergebnis des 3D-Druckteils sein. NEO3D setzt hier auf Sandstrahlen, um die 3D-Druckerzeugnisse von den Resten des Nylon 12 Pulvers zu befreien und die Teile so für den letzten Schritt, die Lackierung vorzubereiten. Dabei werden die Teile mit einem Strahldruck von bis zu 8 Bar sandgestrahlt und so äußerst schnell gereinigt.

8. Schritt: Lackieren

Zuletzt lackiert der Gründer Noel Blättler seine Teile mit einem Speziallack, um die hohen Anforderungen an die 3D-Druckteile im medizinischen Sektor zu erfüllen. Bei der Lackierung beträgt der Arbeitsdruck 2-4 Bar.

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Lackierungsvorgang der fertiggestellten Knöchelorthese und fertiges Endprodukt

Hat die Knöchel-Orthese diese acht Schritte durchlaufen ist sie fertiggestellt und kann dem Patienten gezeigt werden.

Weitere Projekte 

Neben einer Knöchel-Orthese gibt es viele weitere Anwendungsfälle in der Orthopädie. Beispielsweise hat NEO3D bereits einen Mundprotektor gefertigt für einen Patienten mit geistiger Einschränkung, welcher sich stetig in den Mund fassen will. Bei diesem Fall bot der 3D-Druck außer der individuellen Fertigung den Vorteil, dass die Lattice Struktur um den Mundbereich durch den SLS-Druck extrem stabil ist und die Atmung nicht einschränkt.

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3D-gedruckter Mundprotektor für Patienten mit geistiger Einschränkung

Neben der Knöchel-Orthese und dem Mundprotektor konnten viele weitere Applikationen umgesetzt werden. Zu diesen Applikationen gehören funktionelle Prototypen in der Produktentwicklung, individueller 3D-Druckservice für Privatkunden, Serienfertigungen für externe Firmen in mittleren Auflagen sowie Negativ-Formen für den Formenbau. Nachfolgend sind einige Beispiele der diversen Projekte von NEO3D aufgeführt. So wurden beispielsweise angepasste Sandaletten entwickelt, welche, neben moderner Optik, die Fußfehlstellung der Trägerin korrigieren.

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3D-gedruckte Sandaletten für ergonomisches Laufen
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Ebenfalls hat NEO3D einen Protektor-Helm für einen Kunden maßgeschneidert.

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Durch 3D-Scan und 3D-Druck maßgeschneiderter Protektor-Helm

Auch patientenorientierte Schienen, für optimalen Tragekomfort und schnelle Heilungsprozesse, stellen für NEO3D kein Problem dar.

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Philipp Binkert, CEO und Gründer von 3D-MODEL, meint zur Anwendung des Fuse 1 3D-Druckers im Unternehmen NEO3D: „Es sind die 3D-Druckanwender selbst, die mit ihrer individuellen Anwendung die Technologie des 3D-Drucks zur Innovation machen.“ Schaue dir jetzt auch das Webinar „Nylon 11 Nylon 12 Materialauswahl und Anwendungen für den SLS 3D-Druck auf dem Fuse 1 sowie Einblicke in die Praxis eines Anwenders“ an, indem unsere Fachexperten von 3D-MODEL und Formlabs nochmals auf den Fuse 1 und seine Materialien eingehen und der Gründer Noel Blättler von der Anwendung in seinem Unternehmen NEO3D berichtet. Zum Webinar!

Formlabs 3D-Drucker bei 3D-MODEL

NEO3D hat sich für den Fuse 1 3D-Drucker des Herstellers Formlabs in der Fertigung entschieden. Neben dem Fuse 1 bietet 3D-MODEL zahlreiche 3D-Drucker diverser Hersteller, mit unterschiedlichen Fertigungstechnologien und daraus resultierend verschiedenen geeigneten Anwendungsbereichen an. Von Formlabs führt 3D-MODEL aktuell die SLA-3D-Drucker Formlabs Form 3Formlabs Form 3LFormlabs Form 3B und Formlabs Form 3BL. 

Im Bereich des 3D-Scans arbeitet 3D-MODEL mit einem führenden Hersteller, Artec 3D, zusammen. Dieser bietet 3D-Scan Lösungen für verschiedene Projekte, wie das erfassen besonders komplexer Geometrien und Oberflächen oder das Scannen besonders großer Objekte. Für deine Scanprozesse kannst Du aktuell die handgeführten 3D-Scanner Artec Eva, Artec Eva LiteArtec Space SpiderArtec Leoden Desktopscanner Artec Micro sowie den Langstreckenscanner Artec Ray bei 3D-MODEL erwerben

Du möchtest eine Beratung zu einem unserer Formlabs 3D-Drucker? Kontaktiere unsere Experten und lass dich umfassend beraten. Natürlich helfen dir diese auch bei allen anderen Fragen rund um die Themen 3D-Druck und 3D-Scan.

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