3D-Druck in der Medizin - Rekonstruktion von Gesichtern

Rekonstruktion der Gesichter von Mundkrebspatienten mittels 3D-Druck

3D-Druck in der Medizin

Einsatz der 3D-Drucktechnologie bei Mundkrebspatienten

Der 3D-Druck in der Medizin gewinnt immer mehr an Zuwachs. In Kürze soll in einem Hospital in Indien die 3D-Drucktechnik bei Mundkrebspatienten zum Einsatz kommen. Der 3D-Druck wird dann bei Patienten angewendet, bei denen der Krebs oral operiert wurde. Somit wird man versuchen das ursprüngliche Gesicht wieder herzustellen.
Die Ärzte verwenden für die genaue Wiederherstellung des Gesichts ein 3D-gedrucktes Gesichtsmodell.


Wenn der Tumor zu groß ist, müssen die Chirurgen bei dieser Krebserkrankung häufig den Kieferknochen und ein großes Fleischstück aus dem Mund entfernen. Dadurch wird das Gesicht verunstaltet. Plastischen Operationen sind notwendig, um die ursprüngliche Gesichtsform wieder herzustellen.

Erstellung eines Gesichtsmodells mittels 3D-Druck

Die Ärtzte erzeugen mit der 3D-Technik ein Gesichtsmodell, welches Sie für Schönheitsoperationen nutzen können. Ohne solch ein 3D-Modell müssten die Ärzte den Plan zur Wiederherstellung erraten.

Aus dem Unterschenkel wird der Fibulaknochen entnommen, geformt und in dem Bereich eingefügt, an der sich der Kieferknochen vor der Operationen befand.  Der mittels 3D-Technik umgeformte Fibulaknochen dient somit als Kiefer.

Bereits 2016 wurde die 3D-Drucktechnik zum ersten mal in der Neurochirurgie im indischen Hospital angewendet. Die Ärzte stellten damals ein Modell der Hals- und Kopfverbindung her.
Weiterhin wurde die Technik auch verwendet, um das CT-Scan des Herzens in ein 3D-Modell des Patientenherzens umzuwandeln. Das Verfahren half den Ärzten, sehr schwer erreichbare Bereiche des Herzens zu diagnostizieren und die Behandlung zu beenden.

3D-Drucker für das FFF/FDM Verfahren

Quelle: 3druck.com

Entwicklungskosten reduzieren mittels 3D-Druck

Hubschrauber Hersteller reduziert Entwicklungskosten mittels 3D-Druck

Airbus Helicopters senkt Entwicklungskosten mittels 3D-Drucker von German RepRap

Auch in der Luftfahrtindustrie wird immer häufiger in der Fertigung auf 3D-Drucker gesetzt.

Aktuell arbeitet Airbus Helicopters an der Validierung eines neuen Designs von einem Trittbrett.
Zunächst wird, das ca. 3m lange Modell um es zu drucken, in Einzelteile aufgeteilt. Anschließend werden die einzelnen Steckverbindungen konstruiert.

Zitat Aibus Helicopters über 3D-Druck
Da weder Kleber noch Schraubverbindungen oder weitere Werkzeuge benötigt werden ist die neue Steckverbindung eine ideale Lösung für den Hubschrauber Hersteller. Etwa 50 mal wird die Steckverbindung genutzt, ohne das Verschleißerscheinungen auftreten. Zudem ist das Modell deutlich stabiler, als bei einem Klebeverfahren.  Zur Anschauung kann das Modell ohne Probleme an den Helikopter montiert werden und hält das 3,9 kg Eigengewicht locker aus. Für das Modell wurde PLA verwendet. Das Material ist leicht und lässt sich zügig verarbeiten.

Airbus Helicopter 3D-gedruckte Steckverbindung

Zusammengesetzte Steckverbindung

Der German RepRap x400 Drucker

Vor allem für den „FIT Check“ nutzt der Hubschrauber Hersteller einen x400 3D-Drucker von German RepRap. Bei dem Check werden die konstruierten Teile als Prototypen gedruckt. Diese Bauteile dienen der Überprüfung für den Verbau und der Einpassung in den Helikopter. Eventuelle Anpassungen oder Änderungen lassen sich problemlos und ohne großen Aufwand in das Serienteil projizieren.

Der 3D-Drucker wurde 2015 angeschafft, um den Ingenieuren bei Ihrer Arbeit unter die Arme zu greifen, zum Beispiel um Prototypen schneller zu erstellen und zu testen. In den letzten Jahren hat sich Airbus Helicopters immer mehr Know-How angeeignet und möchte die Maschine nicht mehr missen.

Airbus Helicopters senkt Entwicklungskosten
Lesen Sie in diesem Anwenderbericht, wie Airbus Helicopters mit dem X400 von German RepRap Schweibenwischer-Prototypen druckt.

Quelle: www.3druck.com

Verbesserte Qualität bei FDM 3D-Druck Teilen

Verbesserte Qualität bei FDM-Druckteilen

Forscher tüfteln an verbesserter Qualität bei FDM-3D-Druckobjekten

Durch die Eliminierung von mikroskopischen Strukturdefekten will ein Forscher Team in einer neuen Studie die Qualität von 3D-Druckteilen verbessern.

Das FDM-Verfahren (Fused Deposition Modelling) entwickelt sich ständig weiter und ist bei vielen Anwendern sehr beliebt. Doch hat auch dieses Verfahren seine Schwachstellen, wie zum Beispiel schlechte Haftung, Porosität und damit verbunden mangelnde Dichtungseigenschaften, welche in der Industrie und Medizin eine wichtige Rolle spielen.

Die Studie

Verschiedene Grundformen, wie Pyramide, Zylinder, Kegel, Kugel etc. wurden mit vielfältigen Materialien im Rahmen der Forschungsarbeiten gedruckt. Dabei kam ein Picaso 250 Designer Pro zum Einsatz.
Die Forscher entwickelten ein gesondertes System, um die Qualität der Objekte nach dem Druck zu sichern. Ein flexibles Rohr verbindet dabei die Objekte mit einem Luftkompressor. Anschließend wurde das System in einen transparenten Glasbehälter (mit Wasser gefüllt) gegeben.

Das Team variierte mehrere Parameter bei den Formen und fand heraus, dass die Porosität am stärksten vom Extrusions-Multiplikator abhängt. Der Extrusionsmultiplikator steuert die Extrusionsflussrate (Volumen des geschmolzenen Kunststoff-Materials, das pro Zeiteinheit durch die Düse extrudiert wird).


Für das Experiment wurden die Materialien PLA, ABS, Nylon, kohlefaserverstärktes Nylon, PETG und PP verwendet. Ergebnis: Unabhängig vom Filament beeinflusst ein Extrusions-Multiplikator die Porosität am ehesten. Demzufolge gilt, je niedriger der Multiplikator ist, desto höher die Porosität.

Ecken und Kanten weisen die höchsten Defekte auf

Die Porosität war nicht vom Material abhängig, doch hatte die Form der 3D-Druck Teile einen Einfluss auf die Porosität. Am geringsten war die Porosität bei dem Zylinder, während bei den konischen Objekten die größten Poren zu sehen waren. Kanten und Ecken sind sehr anfällig für Defekte, was am Beispiel der Pyramide und dem Würfel zu erkennen ist.

        

Die Forscher gaben ebenso bekannt, dass auch die Stärke der Wand und ein veränderter G-Code sich auf die Qualität der FDM-3D-Objekte auswirken können.


Auch interessant: 3D-Druck im deutschen Maschinenbau

Quelle: 3druck.com

Waffen aus 3D-Drucker, Additive Fertigung

Waffen aus dem 3D-Drucker? Gerichtsurteil der USA

Waffen aus dem 3D-Drucker – Gerichtsurteil Juni 2018

Ende Juni hat ein Gerichtsurteil die Pläne für Waffen aus dem 3D-Drucker legalisiert.

Zurück zum Anfang:
2012 entwickelte ein Mitarbeiter der Firma Defense Distributed eine 3D-gedruckte Pistole. Die Daten des 3D-Modells bot er online zum Download an. Er verstieß gegen das Waffenexportgesetz der USA und ihm wurde das Publizieren der Daten verboten. Defense Distributed setzte sich daraufhin erfolgreich durch und es kam zu einer Einigung für die Veröffentlichung der Daten. Der Mitarbeiter hatte zusätzlich einen Schadensersatz von 40.000 Dollar erhalten.

„Der Liberator“

Die Pläne und Daten für den „Liberator“ können ab 01. August kostenfrei heruntergeladen werden.

Der Kampf geht weiter

Non-Profit Organisationen haben ein Statement veröffentlicht, indem eine einstweilige Verfügung gegen die Publikation der Baupläne gefordert wird. Die Waffen verstoßen, laut Organisatoren, gegen den „Undetectable Firearms Act“. Ein Gesetz aus dem Jahr 1988, unter der Regierungszeit von Ronald Reagan, indem die Herstellung, der Verkauf, Import, Versand, die Lieferung, der Besitz, die Übertragung und der Erhalt von Waffen verboten wurde.

Erste Unternehmen kritisieren das Gerichtsurteil

Der kalifornische 3D-Druck Dienstleiter 3Diligent gab bekannt, dass er keine 3D-gedruckten Waffen drucken wird und andere Unternehmen seinem Beispiel folgen sollen. Neben Defense Distributed gibt es weltweit verschiedene Gruppen, die sich auf die Herstellung 3D-gedruckter Waffen spezialisiert haben. Manche drucken nur Teile von Waffen, andere drucken ganze Waffen.

Momentan können mit Standard FDM-3D Druckern, die man unter 500€ erhält, viele Waffenmodelle nicht gedruckt werden. Die Drucker sind unpräzise und das Material verzieht sich leicht.
Modelle wie der Liberator, mit denen erfolgreich geschossen wird, wurden mit industriellen 3D-Druckern gefertigt.
Schon vor der legalen Veröffentlichung der Waffenpläne fand man diese über Google. Wer eine Waffe mit dem 3D-Drucker fertigen will und den Willen dazu hat, wird es trotz Verboten schaffen. Nur Gesetze können eine Verbreitung reduzieren.

Druckertypen für das FDM Verfahren

Quelle: www.3druck.com

Automatisierung im 3D-Druck

3D-Druck Kosten – Mithilfe von Automatisierung Budget und Zeiten einsparen

3D-Druck Kosten – Überblick für die Budgetplanung

Ob private oder business Interessenten – beide wissen nicht genau, wie viel Kosten man in die Technologie des 3D-Druckens investieren sollte. Viele Unternehmen möchten diese Technologie nutzen oder auch testen, doch es wird unterschätzt welche Faktoren bei der Nutzung dieser Technologie auf die Unternehmen zukommen.

Die drei Kostentreiber bei einem 3D-Drucker:

  • Schulung
  • Produktivität
  • Wartungsaufwand

Training und Ausbildung der Mitarbeiter

Der Umgang mit den Geräten ist komplizierter als anfangs angenommen. Selbst Ingenieure, die täglich mit CAD-Programmen arbeiten, können den 3D-Drucker nicht ohne weiteres nutzen. Vor allem bei Low-End-Druckern macht sich sich dieser Effekt bemerkbar. Im Worst-Case muss man über 120 Parameter konfigurieren. Richtung , Geschwindigkeit und Temperatur sind noch die einfachsten. Bei der Schulung von Mitarbeitern müssen daher viele Parameter trainiert werden, um mit dem 3D-Modell umzugehen. Dies erfordert manchmal Tage, wenn zusätzlich noch mit Stützmaterial gearbeitet wird.

Produktivität

Bis zu 10 Stunden kann es dauern, um einen großen Druck abzuschließen. Somit schafft man an einem Tag kaum mehr als einen Druck, höchstens zwei. Umso bedeutender ist daher die Druckzuverlässigkeit für die Steigerung der Produktivität. Muss man erst viele Parameter manuell konfigurieren, braucht man oft viele Versuche um ein gutes Ergebnis zu erzielen. Hinzu kommt noch der Warp. Unter Warp oder auch Verzug, versteht man den Effekt wenn beim Druckern sich Bauteile leicht verwölben oder verziehen. Im schlimmsten Fall lösen sich die Teile von der Baufläche. Ursache für diesen Effekt sind sind die Schichten des Drucks die unterschiedlich schnell abkühlen und am Objekt eine Spannung entsteht.

Entgegenwirken kann man diesen Effekt nur mit einem guten 3D-Drucker, der automatisch auf den Warp achtet. Bei günstigen Druckern hingegen muss solange probiert und gedruckt werden, bis es funktioniert. Umso ärgerlicher ist es dann noch, wenn das Material leer wird oder die Düse verstopft.

Doch nicht nur mit der Druckgröße, sondern auch mit der Volumenauslastung kann die Produktivität gesteigert werden. Die Mehrzahl der Drucker können nicht die gesamte Fläche nutzen. Die Druck-Qualität nimmt an den Rändern ab und größere Teile werden aus mehreren Druckern zusammengesetzt.

Wartungsaufwand

Wenn neben den 120 manuell konfigurierten Parametern noch ein Druck schief läuft, muss analysiert werden, welcher Parameter den Fehler verursacht. Nach Stunden langen Suchen liegt es dann nicht an der Kalibrierung, sondern vielleicht an einem Hardwarefehler.

Nicht nur die Fehlersuche sondern auch der Weg zum ersten Druck ist extrem aufwendig. Datei erstellen, Drucker vorbereiten, Materialien in das Gerät einführen und während des Druckens immer wieder nachsehen und überprüfen ob alles funktioniert. Wenn ein Druck ca. 10 Stunden dauert, bedeutet das leider auch, dass immer ein Techniker vor Ort sein sollte. Es gibt viele Drucker die beispielsweise keine Anzeige zum Füllstand des Druckmaterials haben. Am Ende ist der Druck wertlos und es muss von vorne begonnen werden.

3 wichtige Automatisierungsfeatures

Neue Technologien im X1 von Xioneer sorgen für einen hohen Grad an Automatisierung.

Automatische Filament-Einführung:

Diese Funktion verhindert das falsche Einführen von Filament und es geht wesentlich schneller als das manuelle Einführen von Material in den Drucker.

Füllstandanzeige:

Durch diese Funktion kann der Drucker auch über Nacht laufen, wenn sichergestellt ist, dass das Filament für den kompletten Druck reicht.

Voreingestellte Parameter

Das Risiko, dass es beim Drucken zu Fehlern kommt ist wesentlich geringer, wenn das Gerät die Arbeit selbst übernimmt. Dadurch haben auch die Mitarbeiter weniger Aufwand mit dem Drucker.

Durch die Automatisierung wird nicht nur eine bessere Druckqualität erreicht, sondern auch die Druckgeschwindigkeit steigt. Gewonnene Zeit, die Ingenieure für ihre eigentliche Tätigkeiten verwenden können.

Im Interview mit Dr. Andrei Neboian, Gründer und Geschäftsführer von Xioneer Systems, zeigt sich, dass sich eine Investition in einen Highend-3D-Drucker lohnt.

Die neuen Technologien des X1 von Xioneer.

Procim Xperts Kundentag 2018

Erfolgreicher PROCIM Xperts Kundentag 2017

CAD, CAM, PLM, 3D-Druck – Vorträge, Workshops, Live-Demos

Am 07. September 2017  informierten sich ca. 100 Kunden, von 13 – 19 Uhr im Hotel Schwanefeld in Meerane, über Neuigkeiten und Lösungen aus der Softwarebranche. Auch Gastredner aus dem Kundenstamm sowie der Siemens Industry Software GmbH stellten ihre Strategien und Neuigkeiten vor. Im stilvollen Ambiente gab es neben informativen Vorträgen auch spannende Workshops wie zum Beispiel:

  • Scannen – Modellieren – 3D-Druck
  • Durchgängige Datenverwaltung im Engineeringprozess

Ein Kundenmarktplatz, in dem Kunden Ihre Produkte und Lösungen präsentieren konnten, rundete die Veranstaltung ab.

Das Highlight der Veranstaltung war die Vorstellung von Solid Edge ST10. Anhand einer Live Demo wurden die neuen Funktionen und Features wie Generative Design, Reverse Engineering und die Additive Fertigung vorgestellt.

Bei allen Kunden möchten wir uns für diesen Tag ganz herzlich bedanken.

Unser nächster Kundentag findet am 13. September 2018 statt.

Dr-Ing. Lutz Klingbeil über Innovative Technologien zur Prozessoptimierung What's New in Solid Edge ST10 Roboter Programmierung Kundenmarktplatz auf dem Procim Xperts Kundentag Veranstaltungsort Procim Xperts Kundentag