Foto: Kumovis

3D Printing

3D-Druck mit medizinisch geeigneten Kunststoffen

Auf virtual.compamed und Formnext Connect zeigt Kumovis sein weiterentwickeltes offenes Filament-System und erweitertes Portfolio an Kunststoffen für die Medizin.

Kumovis, Entwickler des ersten 3D-Druckers speziell für die Medizintechnik, präsentiert in den digitalen Ausgaben der Leitmessen Compamed und Formnext neue Hochleistungskunststoffe, die mit dem offenen Filament-System des Start-ups Anwendung finden. Darüber hinaus erfahren die Besucherinnen und Besucher alles über Kumovis R1 und die medizinischen Applikationen, für die der branchenspezifische 3D-Drucker schon heute geeignet ist. In Diskussionen und Vorträgen sowie am virtuellen Messestand von Kumovis wird der Austausch möglich sein. Seit Gründung im Jahr 2017 beschäftigt sich Kumovis insbesondere mit dem 3D-Druck im Gesundheitswesen. Um Medizintechnik-Unternehmen und Kliniken zu ermöglichen, Produkte ressourceneffizienter zu fertigen und die Patientenversorgung zu verbessern, hat das Start-up sein Angebot an medizinisch geeigneten Kunststoffen erweitert. Implantierbare Beispiele sind PEEK, PEKK und PPSU. Deren Biokompatibilität und Beständigkeit gegenüber Sterilisationsmethoden sowie die chemischen und mechanischen Eigenschaften der Hochleistungspolymere sind essentiell für den Einsatz in der Medizintechnik.

Kunststoff-3D-Druck für die Medizin 

Besonders bei der Herstellung patientenindividueller Medizinprodukte sowie von Kleinserien kann mit den Kumovis-Technologien kosteneffizienter und zeitsparender gearbeitet werden als in konventionellen Verfahren, zum Beispiel dem Fräsen oder Spritzgießen. Neben dem bekannten Werkstoff PEEK bietet Kumovis eine Vielzahl an resorbierbaren und weiteren Kunststoffen für das Schmelzschichten in der Medizin. Dazu gehören das mit Kohlefaser verstärkte PEEK (PEEK CF) und ein PPSU-Werkstoff, der mit Bariumsulfat versetzt ist (PPSU + BaSO4), was die Röntgensichtbarkeit verbessert. PEI sowie die resorbierbaren Polymere PLLA, PLGA, PCL und PDO gehören ebenso zum erweiterten Portfolio, das mit dem 3D-Drucker Kumovis R1 verarbeitbar ist. „Seit wir den Kumovis R1 im Sommer 2019 im Markt eingeführt haben, ist die positive Resonanz seitens der Industrie stetig gewachsen“, sagte Stefan Leonhardt, Co-CEO und Mitgründer der Kumovis GmbH. „Wir ermöglichen der Medizintechnik mit dieser eigens für sie entwickelten Fertigungsanlage, neben dem bekannten PEEK auch Werkstoffe wie PEKK und PPSU reproduzierbar zu verarbeiten. Hierbei erzielen wir mechanische Kennwerte, die im 3D-Druck aktuell einzigartig sind und sich mit dem Spritzguss vergleichen lassen.“

Kumovis R1: Vom Bauraum zum integrierten Reinraum

Dahinter steckt unter anderem ein laminarer Luftstrom innerhalb des Bauraums, der eine homogene Bauraumtemperatur von bis zu 250 °C ermöglicht. Das lokale Kühlsystem ist zum Patent angemeldet und hilft beim gezielten Abkühlen der Schmelze. Dies ist für jeden Strang und jede Schicht individuell anpassbar. So lassen sich Hochleistungskunststoffe mit Blick auf mechanische Eigenschaften, Ästhetik, Reproduzierbarkeit und Nutzen auf gehobenem Industrieniveau im 3D-Druck verarbeiten. Mit einem eingebauten Filter lässt sich im Bauraum eine Reinraumumgebung erzeugen, die anhand der gemessenen Partikelzahl der ISO-Klasse 7 entspricht. Kumovis R1 ist zudem für den Einsatz in bestehenden Reinraumumgebungen geeignet. Durch die Materialien, die im 3D-Drucker verbaut sind, verringert Kumovis das Risiko einer Filament- oder Bauteil-Kontamination. Darüber hinaus bietet das Unternehmen Softwarelösungen für die Dokumentation, um seinen Kundinnen und Kunden zu helfen, die Einhaltung von Parameterbandbreiten aus der Prozessvalidierung nachzuweisen.

Erste Anwendungstests erfolgreich absolviert

Mit seinem interdisziplinären Expertenwissen in Maschinenbau, Medizin- und Kunststofftechnik sowie seinen Erfahrungen hinsichtlich Förderprogrammen unterstützt Kumovis sowohl bei der Produktentwicklung als auch der Anlagenqualifizierung (IQ, OQ, PQ) und Prozessvalidierung. Mit dem Kumovis R1 umgesetzte Anwendungen haben bereits die ersten ASTM-Tests durchlaufen und bestanden. Ein Beispiel dafür sind erfolgreich absolvierte Worst-Case-Belastungstests für Wirbelsäulen-Cages gemäß ASTM F2077. Eine weitere Einsatzmöglichkeit der Kumovis-Technologie ist die additive Fertigung individualisierter Implantate für die Mund-Kiefer-Gesichts- und Neurochirurgie. Um die Kompetenzen auszubauen, erweitert das Unternehmen weiterhin sein Team. Kumovis veröffentlicht fortan zudem Erklärvideos namens „Kumovis Insights“, um tiefere Einblicke zu bieten, auch hinsichtlich der Vorzüge spezieller Materialien. Auf der Formnext Connect von 10. bis 12. November und virtual.compamed von 16. bis 19. November erhalten Besucherinnen und Besucher bei Kumovis einen Überblick über das neue 3D-Druckökosystem für die Medizin und die Chance, mit dem Team direkt in Kontakt zu treten.