Auf den Leib gedruckt

10.9.2015 |

Am Technologie Campus in Cham entstehen neue Atemmasken mit modernster Technik

Die Ingenieure des Technologie Campus in Cham betreten Neuland. Vor wenigen Tagen hat der erste Patient eine Mund-Nase-Maske aus dem 3D-Drucker erhalten. Medizintechniker Uli Steiner aus Donaustauf hat sie entwickelt. Der Zahntechnikermeister ist unter anderem spezialisiert auf die Herstellung individueller Beatmungssysteme. Seine Kunden leiden an Muskelschwund, Schlafapnoe oder anderen Krankheiten, die die Lunge beeinträchtigen.

Ist die Funktion des Atemorgans eingeschränkt, helfen Beatmungsgeräte, damit der Körper ausreichend mit Sauerstoff versorgt ist. Problematisch an diesen Maschinen ist die Kupplung: Dabei handelt es sich um eine Maske, die Mensch und Maschine verbindet. Passt sie nicht perfekt, ist das im besten Fall unangenehm. Im schlechtesten ist sie undicht und erfüllt ihren Zweck nicht, erläutert Steiner. Das zu ändern, hatte er sich speziell auf die Fahnen geschrieben. Vor einem Jahrzehnt reifte bei ihm eine Idee, die er jetzt realisiert hat. Nach zwei Jahren Entwicklung gibt es inzwischen die perfekt sitzende Atemmaske aus dem 3D-Drucker.

Die perfekte Passform

Bisher war sie der neuralgische Punkt bei den Beatmungsgeräten. Sie war schwer und konfektionierte Beatmungsmasken passten nicht jedem, was eine individuelle Lösung nötig, machte – und diese herzustellen, kostete eben Geld. Unternehmen modellierten bisher individuell am Patienten Masken mit lichthärtenden Kunststoffen.

Nun setzten Steiner und die Ingenieure auf digitale Technik. Das Gesicht erfasst zunächst ein Scanner. Dadurch entsteht am Computer ein 3D-Modell und aus dem Drucker kommt, basierend auf den Grunddaten, die Maske. Die komplettieren Steiners Fachkräfte. Er zählt die Vorteile des Verfahrens auf: Durch das Abscannen des Kopfes ist berührungsloses Vermessen möglich. Gerade, wenn Frühchen oder Kleinkinder eine derartige Maske brauchen, sei das von unschätzbarem Wert für den Patienten, sagt Steiner. Hinzu kommt: Durch diese Art der Fertigung lässt sich viel Gewicht sparen. Die neu vorgestellte Maske wiegt nur ein Drittel der früher verwendeten Exemplare. Außerdem: Der Drucker erreicht eine Präzision, die eine extrem gute Passform ermöglicht. Das verringert Druckstellen und erhöht die Dichtigheit der Masken sowie den Tragekomfort. So werden Patienten optimal mit Atemluft versorgt.

Trotz enormer Präzision gelingt mit dem Verfahren eine schnelle Herstellung. Dazu kommt, dass die Fertigung ressourcenschonend ist, ergänzt Diplom-Ingenieur Michael Fuchs vom Technologie Campus. Denn anders als beim Fräsen oder bei Drehmaschinen entsteht durch die additive Fertigung des Druckens kaum Ausschussmaterial.

Zerspanende Produktion ermöglicht zwar dank digitaler Unterstützung mittlerweile auch eine hohe Genauigkeit, doch das ist wegen des zeitlichen Aufwands kostspieliger. Hinzu kommen Kosten für entsprechendes Werkzeug, das sich zudem im Laufe eines Lebens abnutzt und ersetzt werden muss, sagt Fuchs. Steiner hält indes den Rohling eines Nasenstückes der Atemmaske in den Händen. Sie ist für einen  seiner Kunden. Auf den Zehntel-Millimeter genau wurde sie gefertigt und ist trotz ihrer Leichtigkeit durch die Wahl eines besonderen Sinterwerkstoffs bruchfest. Steiner zeigt´s und lässt das Teil auf den Boden fallen. Es bleibt heil. Steiner sprudelt bereits vor weiteren Ideen, die sich mit dem 3D-Drucker realisieren ließen. Dazu arbeitet er mit den Ingenieuren des Technologie Campus Cham zusammen. Im Gesundheitsbereich schwebt dem 50-Jährigen noch viel vor, was machbar ist. Einiges ist bereits in der Entwicklung, doch mehr will er noch nicht verraten.

Doch es ist schon so einiges machbar. So erstellen Ingenieure des Campus für Unternehmen inzwischen passgenaue Gesichtsplastiken wie Nasen und Teile der Kinnpartie, mit denen Menschen nach Unfällen oder Erkrankungen geholfen werden kann, heißt es in einer Pressemitteilung des TC.

Häuser aus dem Drucker

Doch damit ist noch lange nicht Schluss. Am Technologie Campus Cham forschen sie an weiteren Anwendungsgebieten des 3D-Drucks. „Ein spannender Werkstoff wird Metall sein“, sagt Fuchs. Oder auch die Kombination von zwei unterschiedlichen Materialien.

Häuser, oder zumindest Teile davon, könnten auf diese Weise schnell und effizient entstehen. Doch das sei noch Zukunftsmusik, weil die passenden Materialien fehlen. An den Forschern liege es, die Grundlagen zu liefern.

Wie sich daraus Geld machen lässt, eruieren Unternehmer in einer Seminarwoche am Campus. Die Auftaktveranstaltung dazu findet am morgigen Donnerstag statt. Entscheider aus der Wirtschaft haben ihr Kommen zugesagt, lässt Fuchs wissen.

Auf dem Campus entsteht im Zusammenhang mit der additiven Fertigung in den kommenden Monaten die erste digitale Fabrik. In der Produktionsstraße stehen dann auch zwei 3D-Drucker.

Quelle: Chamer Zeitung