Kranioplastik, 3D-gedruckt.
Obere Reihe (v.l.n.r.): PEKK, PPSU (glatt). Untere Reihe (v.l.n.r.): PEKK, PPSU (mit Struktur) und PEEK (glatt). (Bildquelle: Kumovis)

Kranioplastik, 3D-gedruckt.
Obere Reihe (v.l.n.r.): PEKK, PPSU (glatt). Untere Reihe (v.l.n.r.): PEKK, PPSU (mit Struktur) und PEEK (glatt). (Bildquelle: Kumovis)

Seit Gründung im Jahr 2017 beschäftigt sich das Unternehmen insbesondere mit dem 3D-Druck im Gesundheitswesen. Um Medizintechnikunternehmen 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.

Polymer-3D-Druck für die Medizin

Besonders beim Herstellen patientenindividueller Medizinprodukte sowie von Kleinserien kann mit additiven Technologien kosteneffizienter und zeitsparender gearbeitet werden als in konventionellen Verfahren, zum Beispiel dem Fräsen oder Spritzgießen. Neben dem bekannten Werkstoff PEEK bietet das Unternehmen 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.

Stefan Leonhardt, Co-CEO und Mitgründer des Unternehmens. (Bildquelle: Kumovis)

Stefan Leonhardt, Co-CEO und Mitgründer des Unternehmens. (Bildquelle: Kumovis)

„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 Kumovis. „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.“

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. Das System ist zudem für den Einsatz in bestehenden Reinraumumgebungen geeignet. Durch die Materialien, die im 3D-Drucker verbaut sind, ist das Risiko einer Filament- oder Bauteilkontamination verringert. Darüber hinaus bietet das Unternehmen Softwarelösungen für die Dokumentation, um Anwendern zu helfen, das Einhalten 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 das Start-up 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 dieser 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 erhalten Besucherinnen und Besucher einen Überblick über das neue 3D-Druckökosystem für die Medizin und die Chance, mit dem Team direkt in Kontakt zu treten. (sf)