3D-gedruckte Einlagen verändern die Herstellung orthopädischer Maßeinlagen. Doch 3D-Druck ist nicht gleich 3D-Druck: Je nach Verfahren unterscheiden sich Konstruktion, Material und Fertigung deutlich. Besonders häufig kommen heute FDM und SLS zum Einsatz – daneben werden Einlagen weiterhin klassisch gefräst. Wir erklären die Unterschiede und zeigen, warum wir bei 4POINT auf den SLS-3D-Druck setzen.
Orthopädische Einlagen wurden über viele Jahre überwiegend aus verschiedenen Materialien aufgebaut, geschliffen oder aus einem Materialblock gefräst. Digitale Konstruktion und additive Fertigung eröffnen heute zusätzliche Möglichkeiten.
Dabei ist allerdings nicht allein entscheidend, ob eine Einlage aus einem 3D-Drucker kommt. Entscheidend ist auch, mit welchem Verfahren sie hergestellt wird und wie ihre Konstruktion aufgebaut ist.
Peter Hartung mit 4POINT Maßeinlagen in der eigenen SLS-3D-Druck-Fertigung.
Wie werden orthopädische Einlagen hergestellt?
Für die Herstellung einer individuellen Maßeinlage stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Drei davon begegnen uns heute besonders häufig:
- klassische bzw. gefräste Einlagen
- FDM-3D-Druck
- SLS-3D-Druck
Alle Verfahren können grundsätzlich zur Herstellung von Einlagen eingesetzt werden. Sie unterscheiden sich jedoch deutlich darin, wie der Einlagenkern entsteht und welche konstruktiven Möglichkeiten zur Verfügung stehen.
Gefräste Einlagen: Material wird abgetragen
Bei der CNC-Frästechnik wird die zuvor digital konstruierte Form aus einem Materialblock herausgearbeitet. Material wird also so lange abgetragen, bis die gewünschte Einlagenform entstanden ist.
Das Verfahren hat sich in der Orthopädieschuhtechnik etabliert und ermöglicht eine reproduzierbare Fertigung. Die Eigenschaften der Einlage werden dabei wesentlich durch das verwendete Ausgangsmaterial, dessen Stärke und die Konstruktion bestimmt.
Der grundlegende Unterschied zum 3D-Druck: Beim Fräsen wird Material abgetragen, während beim 3D-Druck der Einlagenkern Schicht für Schicht aufgebaut wird.
FDM-3D-Druck: Einlage aus einzelnen Materialbahnen
FDM steht für Fused Deposition Modeling. Dabei wird ein thermoplastisches Material erwärmt und durch eine Düse aufgetragen.
Der Drucker legt Bahn für Bahn und Schicht für Schicht Material ab, bis das digitale Modell vollständig aufgebaut ist.
Das Verfahren ist aus vielen Bereichen des klassischen 3D-Drucks bekannt. Auch Einlagenkerne lassen sich damit herstellen.
Typisch für FDM ist, dass die einzelnen Materialbahnen während des Druckprozesses miteinander verbunden werden. Konstruktion, Material, Schichtstärke und Druckparameter beeinflussen deshalb wesentlich die Eigenschaften des fertigen Bauteils.
Was bedeutet SLS bei 3D-gedruckten Einlagen?
4POINT verwendet für die Fertigung seiner individuellen Einlagenkerne das selektive Lasersintern (SLS).
Anders als beim FDM-Verfahren wird das Material nicht über eine Düse in einzelnen Bahnen aufgetragen. Beim SLS befindet sich das Ausgangsmaterial als Pulver im Bauraum des Druckers.
Ein Laser bearbeitet gezielt die Bereiche einer Materialschicht, die zum späteren Bauteil gehören. Anschließend wird eine neue dünne Pulverschicht aufgetragen und der Vorgang wiederholt. So entsteht der Einlagenkern Schicht für Schicht innerhalb des Pulverbetts.
Bei 4POINT verwenden wir für unsere dynamisch-flexiblen Einlagenkerne ein flexibles TPU-Material.
Warum nutzt 4POINT SLS-3D-Druck?
Für uns liegt der entscheidende Vorteil nicht darin, einfach sagen zu können: „Unsere Einlagen kommen aus dem 3D-Drucker.“
Interessant wird die Technologie erst durch die Verbindung von digitaler Konstruktion, flexiblem Material und gezielt konstruierten Funktionselementen.
Mit dem SLS-Verfahren können wir unterschiedliche Bereiche direkt innerhalb eines Einlagenkerns konstruieren. Dadurch muss eine Einlage nicht überall gleich aufgebaut oder gleich flexibel sein.
Genau das nutzen wir bei der Entwicklung unserer 4POINT Maßeinlagen.
Dynamisch-flexibel statt einfach nur starr
Unsere Füße sind für Bewegung gemacht. Deshalb verfolgen wir bei 4POINT nicht das Ziel, den Fuß einfach möglichst starr zu fixieren.
Unsere Einlagenkerne besitzen gezielt konstruierte flexible Bereiche und Funktionselemente. Je nach Versorgung können unterschiedliche Strukturen in die digitale Konstruktion integriert werden.
Das Ziel ist eine individuelle Unterstützung, die natürliche Bewegungsabläufe im Schuh nicht unnötig einschränkt.
Mehr über diesen Ansatz erfährst du auf unserer Seite zur 4POINT Fuß Aktiv Formel.
Welche Rolle spielt TPU bei einer 3D-gedruckten Einlage?
Neben dem Druckverfahren spielt das verwendete Material eine entscheidende Rolle.
TPU steht für thermoplastisches Polyurethan. Das Material kann flexibel und gleichzeitig formstabil verarbeitet werden und eignet sich deshalb für Bauteile, die sich unter Belastung bewegen sollen.
Bei unseren 4POINT Einlagen ermöglicht uns das Material in Verbindung mit der digitalen Konstruktion, flexible Strukturen und funktionelle Bereiche innerhalb des Einlagenkerns umzusetzen.
SLS oder FDM – welches Verfahren ist besser für Einlagen?
Eine pauschale Antwort wäre unseriös. Beide Verfahren können für die Herstellung von 3D-gedruckten Bauteilen und Einlagen eingesetzt werden.
Entscheidend ist letztlich nicht allein der Name des Druckverfahrens. Eine gute orthopädische Maßeinlage entsteht aus dem Zusammenspiel von:
- individueller Fußform,
- fachlicher Beurteilung,
- digitaler Konstruktion,
- geeignetem Material,
- passender Fertigungstechnologie,
- Schuh und Einsatzbereich.
Deshalb sollte die Frage nicht nur lauten: „Ist diese Einlage 3D-gedruckt?“
Mindestens genauso wichtig ist die Frage: „Wie wurde sie konstruiert und auf meinen Fuß abgestimmt?“
3D-Druck ermöglicht reproduzierbare Konstruktionen
Ein weiterer Vorteil der digitalen Fertigung liegt in der Reproduzierbarkeit. Eine einmal erstellte Konstruktion liegt digital vor und kann bei Bedarf erneut gefertigt oder gezielt angepasst werden.
Gleichzeitig können verschiedene Einlagenmodelle für unterschiedliche Anforderungen konstruiert werden.
Eine Laufeinlage muss beispielsweise andere Anforderungen erfüllen als eine besonders schlanke Einlage für einen Businessschuh oder eine Einlage für schnelle Richtungswechsel beim Sport.
Deshalb fertigen wir bei 4POINT nicht einfach einen einzigen Einlagentyp für jeden Schuh.
Welche 3D-gedruckte Einlage passt zu welchem Schuh?
Die Konstruktion einer Maßeinlage sollte immer zum jeweiligen Einsatzbereich passen.
- Alltag und Freizeit: vielseitige Konstruktion für unterschiedliche Alltagsschuhe
- Sneaker: schlanker Aufbau für das begrenzte Platzangebot moderner Sneaker
- Laufen: Konstruktion abgestimmt auf Laufschuh und dynamische Laufbelastung
- Sport: für dynamische Bewegungen und schnelle Richtungswechsel
- Business: besonders flacher Aufbau für Schuhe mit wenig Platz
- Fußball: schlanke Konstruktion für eng anliegende Fußballschuhe
Welches Modell für dich infrage kommt, kannst du über unseren 4POINT Einlagenfinder herausfinden.
Wie entstehen 4POINT Maßeinlagen?
Hinter 4POINT steht die Fußorthopädie Paul Hast aus Hamburg-Bergedorf. Der Orthopädieschuhmacher-Fachbetrieb besteht seit 1919.
Diese handwerkliche Erfahrung verbinden wir heute mit digitaler Konstruktion und moderner SLS-3D-Drucktechnologie.
Auf Basis der für deine Versorgung benötigten Fußdaten wird die Einlage ausgewählt und individuell gefertigt. Der Einlagenkern entsteht anschließend im SLS-3D-Druck und wird handwerklich weiterverarbeitet.
Mehr über das Verfahren erfährst du unter 4POINT 3D-Druck-Technologie.
Fazit: 3D-gedruckte Einlage ist nicht gleich 3D-gedruckte Einlage
Ob Frästechnik, FDM oder SLS: Das Herstellungsverfahren ist nur ein Teil einer guten Einlagenversorgung.
Bei modernen 3D-gedruckten Einlagen lassen sich Konstruktion und Fertigung sehr präzise miteinander verbinden. Für 4POINT nutzen wir deshalb den SLS-3D-Druck, um unsere dynamisch-flexiblen Einlagenkerne mit unterschiedlichen funktionellen Strukturen herzustellen.
Entscheidend bleibt aber immer der Mensch, der die Einlage trägt. Fußform, Schuh, Einsatzbereich und persönliche Anforderungen bestimmen, wie eine individuelle Maßeinlage aufgebaut sein sollte.
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Über den Autor:
Peter Hartung ist Orthopädieschuhmachermeister, Geschäftsführer der Fußorthopädie Paul Hast GmbH und Entwickler der 4POINT Maßeinlagen. Seine Erfahrung aus der traditionellen Orthopädieschuhtechnik verbindet er bei 4POINT mit digitaler Konstruktion und SLS-3D-Druck.
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