Kommt die Otoplastik aus dem Druck, sieht sie bereits aus wie das Endprodukt. Form und Farbe stimmen – doch ein entscheidender Schritt fehlt noch: die Nachhärtung. Laut René Heberling von Dreve sei dies sogar der wichtigste Schritt. Erst dann erreicht die Otoplastik ihre finalen Eigenschaften. Nicht ohne Grund hat der Hersteller eine eigene Nachhärteeinheit entwickelt, die das Beste aus den Dreve-Materialien herausholt: die PCU vario 40.

Otoplastik aus dem 3D-Druck: So wird sie bei Dreve hergestellt

„Die meisten denken, mit gutem Material und guter Datei sei die Qualität gesetzt“, sagt René Heberling, Marketingleiter bei Dreve. „Aber seine eigentlichen Eigenschaften erreicht ein Material erst durch präzises Aushärten.“ Entscheidend sei das Zusammenspiel: “Erst wenn Material und Nachhärtungsprozess exakt aufeinander abgestimmt sind, lassen sich die gewünschten Materialeigenschaften zuverlässig und reproduzierbar erreichen.” Selbst in der Hörakustik sei das vielen nicht bewusst.

Um genau zu verstehen, welche Rolle die Nachhärtung im Herstellungsprozess einnimmt, ergibt es Sinn, sich den ganzen 3D-Druckprozess einmal anzuschauen: Am Anfang wird die Abformung eingescannt – entweder vom Akustiker im Fachgeschäft oder von den Dreve-Mitarbeitern in der Manufaktur. Dort wird der Scan dann zunächst digital modelliert. Das daraus entstandene 3D-Modell wird von einer sogenannten Slicing-Software in dünne Schichten zerlegt – und diese werden dann Schicht für Schicht gedruckt.

Jede dieser Kunstharz-Schichten wird während des Drucks belichtet und so weit ausgehärtet, dass die nächste Schicht darauf aufgebaut werden kann. Ist die Otoplastik fertig gedruckt, wird zunächst überschüssiges Material entfernt. Anschließend folgt der finale und laut René Heberling wichtigste Schritt: die Nachhärtung.

Der Dreve Pure® Workflow: Vom Scan bis zur fertigen Otoplastik.

Warum ist Nachhärtung bei Otoplastiken so wichtig?

Was genau passiert bei der Nachhärtung? Jedes Harz enthält Fotoinitiatoren, also Stoffe, die auf Licht reagieren und die Vernetzung starten. Und jeder Initiator spricht auf eine bestimmte Wellenlänge besonders gut an. Ein Material braucht deshalb das passende Licht, in der richtigen Intensität, bei der richtigen Temperatur und für die richtige Dauer. Während des Druckvorgangs wird nur so viel Licht gegeben, dass jede Schicht die nächste trägt. Damit sich das Material auch innen richtig vernetzt, ist eine finale Nachhärtung nötig.

Stimmen die Parameter nicht, kann die Otoplastik spröde werden oder vergilben, obwohl Harz und Datei einwandfrei waren. Kommt ein Kunde mit einer verfärbten Otoplastik ins Fachgeschäft, könnte es also sein, dass die Ursache gar nicht im Material selbst liegt.

Nur durch die richtige Nachhärtung erreicht also auch das FotoTec®-Material von Dreve seine hohe Stabilität, die Wandstärken ab 0,3 Millimeter ermöglicht. Dadurch können beispielsweise besonders kleine CIC-Bauformen realisiert werden. Und beim Material FotoCast® gewährleistet die richtige Nachhärtung stabil gedruckte Formen, die dann mit dem weichen Silikon Biopor® befüllt werden können – etwa für Gehörschutz beim Motorradfahren, Schwimmen oder in der Industrie.

FotoTec® DLP.C ermöglicht wegen seiner Stabilität Wandstärken von bis zu 0,3 Millimeter.

Neue Herausforderung: TPO-freie Otoplastik-Materialien

Eine besondere Herausforderung in der Entwicklung moderner 3D-Druck-Materialien ist der Verzicht auf den bislang weit verbreiteten Fotoinitiator TPO. Dieser übernimmt beim Aushärten photopolymerer Materialien eine wichtige Funktion, wird aufgrund seiner Einstufung als reproduktionstoxisch künftig jedoch nicht mehr in gleicher Weise eingesetzt werden können.

Ein Austausch des Fotoinitiators ist deutlich komplexer, als lediglich einen Rohstoff durch einen anderen zu ersetzen. Alternative Fotoinitiatoren reagieren nämlich auf andere Wellenlängen und können dadurch den gesamten Druck- und Nachhärteprozess beeinflussen. Das heißt: Parameter wie die Belichtungsintensität, die Wellenlänge, die Temperatur und die Nachhärtezeit müssen komplett neu aufeinander abgestimmt und anschließend umfassend validiert werden.

Das Ziel und gleichzeitig die zentrale Herausforderung bei der Umstellung: Die bewährten Materialeigenschaften – also zum Beispiel Stabilität, Farbtreue und Prozesssicherheit – müssen auch mit einer TPO-freien Formulierung zuverlässig erreicht werden können. Da das Material FotoTec® DLP.C von Beginn an TPO-frei entwickelt wurde, konnten die dabei gewonnenen Erkenntnisse für die Weiterentwicklung bestehender Materialien und den dazugehörigen Druck- und Nachhärteprozess genutzt werden.

Dieses Beispiel zeigt, wie eng Materialentwicklung und Nachhärtung miteinander verbunden sind: Eine neue Materialformulierung benötigt auch einen exakt darauf abgestimmten Prozess, damit am Ende die gewünschten Eigenschaften der Otoplastik erreicht werden können.

PCU vario 40: Die Vorteile des hauseigenen Nachhärtegeräts

Als besonders hilfreich erweist sich dabei die PCU vario 40. Da eben nicht jedes Material auf dieselben Lichtparameter reagiert, stößt ein Nachhärtegerät mit nur einer festen Wellenlänge schnell an Grenzen. Die PCU vario 40 arbeitet deshalb mit drei unterschiedlichen Wellenlängen bei 375, 405 und 450 Nanometern.

Wellenlänge, Lichtintensität, Temperatur und Prozessablauf lassen sich gezielt auf das jeweilige Material abstimmen und in individuellen Profilen hinterlegen. Damit können nicht nur bestehende Materialien optimal verarbeitet, sondern auch zukünftige Materialgenerationen flexibel in den Prozess integriert werden.

Eine besondere Rolle spielt dabei die FotoDur® Technologie. Durch das präzise Zusammenspiel von Belichtung und Prozesssteuerung lassen sich insbesondere bei transparenten und eingefärbten Materialien sehr hohe optische Qualitäten erzielen: kristallklare Transparenz ohne Gelbstich, brillante Farben und eine hohe Farbstabilität. Gleichzeitig werden die mechanischen und biologischen Eigenschaften des Materials gezielt unterstützt und reproduzierbare Ergebnisse ermöglicht.

Dreve setzt die PCU vario 40 selbst in der eigenen Fertigung ein, bietet das System aber auch anderen Otoplastiklaboren an. Der modulare Aufbau ermöglicht es, bis zu drei Nachhärtekammern über eine Steuereinheit zu betreiben. Die Bauteile werden homogen von oben und unten belichtet, sodass ein Wenden während des Prozesses nicht erforderlich ist. Zudem werden die relevanten Prozessparameter überwacht und die einzelnen Nachhärtevorgänge dokumentiert.

Je nach Material und Prozess sind Nachhärtezeiten von nur zwei Minuten möglich. Und für den Hörakustiker bedeutet das am Ende vor allem eins: Er erhält eine Otoplastik, deren Material zuverlässig die Eigenschaften erreicht, für die es entwickelt und geprüft wurde.

Dreve-Vollsortiment: Für jeden Anspruch die passende Otoplastik

Die Anforderungen an eine Otoplastik sind so unterschiedlich wie ihre Einsatzbereiche. Deshalb setzt Dreve nicht auf eine einzige Material- oder Fertigungstechnologie, sondern auf ein breites Portfolio mit jeweils unterschiedlichen Eigenschaften und Vorteilen.

Für besonders filigrane und stabile Anwendungen kommt beispielsweise FotoTec® DLP.C zum Einsatz. Das 3D-gedruckte Material wird nach dem Druck gezielt nachgehärtet und ermöglicht dadurch sehr dünnwandige und zugleich belastbare Schalen – etwa für besonders kompakte Bauformen. Auch FotoCast® wird additiv gefertigt und anschließend nachgehärtet. Die daraus entstehenden Formen dienen unter anderem als Grundlage für weiche Otoplastiken und Gehörschutzlösungen, die anschließend mit Biopor® Silikon gefertigt werden.

Daneben gibt es Materialien und Fertigungsverfahren, die ganz ohne Nachhärtung auskommen. Ein Beispiel ist VarioTherm®: Hier wird die Otoplastik aus einem Rohling gefräst. Das Material ist bei Raumtemperatur vergleichsweise fest und wird bei Körpertemperatur weicher und anschmiegsamer.

Eine weitere Alternative sind Titanotoplastiken. Sie entstehen nicht aus Kunstharz, sondern werden im additiven Metallverfahren Schicht für Schicht aus Titan aufgebaut. Das Material zeichnet sich insbesondere durch seine hohe Stabilität, Langlebigkeit und sehr gute Verträglichkeit aus.

So kann je nach anatomischer Situation, Anwendung und individuellem Kundenwunsch gezielt das passende Material ausgewählt werden – von sehr kleinen und unauffälligen Bauformen bis hin zu besonders robusten oder weichen Lösungen.

Und dabei spielt längst nicht nur die Funktion eine Rolle. Auch Farben und Gestaltungsmöglichkeiten gewinnen zunehmend an Bedeutung. René Heberling beobachtet hier einen klaren Wandel: „Immer mehr Kunden möchten ihre Otoplastik heute nicht mehr verstecken, sondern ganz bewusst zeigen.“

Am Anfang jeder Otoplastik steht ein präziser Scan

So unterschiedlich Materialien, Bauformen und Fertigungsverfahren auch sind – die Basis für eine passgenaue Otoplastik ist immer eine präzise digitale Datengrundlage.

Mit dem FitShape S2 bietet Dreve deshalb auch für diesen ersten Prozessschritt eine eigene Lösung an. Der kompakte Ohrabdruckscanner digitalisiert die Abformung mithilfe von Strukturlicht mit einer Genauigkeit von 20 Mikrometern oder besser. Der Hörakustiker kann die erzeugten Daten anschließend direkt digital an das Labor übermitteln. Der Versand der physischen Abformung entfällt und der weitere Fertigungsprozess kann unmittelbar beginnen.

Damit wird der gesamte Workflow konsequent miteinander verbunden: vom präzisen Scan im Fachgeschäft über die digitale Modellierung und den 3D-Druck bis hin zur materialgerechten Nachhärtung. Jeder einzelne Schritt trägt dazu bei, dass am Ende eine Otoplastik entsteht, die den Anforderungen an Passform, Qualität und Materialeigenschaften zuverlässig gerecht wird.

Wer die einzelnen Prozessschritte und Lösungen live erleben möchte, kann Dreve auf der EUHA in Hannover besuchen: Das Team freut sich auf den persönlichen Austausch in Halle 6, Stand 117.

Der Beitrag  Essenziell für eine gelungene Otoplastik: Nachhärtung – im Gespräch mit René Heberling von Dreve  erschien zuerst auf  pro.meinhoergeraet.de .