Verfahren zur Herstellung von Ohrpasstücken mit heterogenen Materialeigenschaften auf der Basis der 3D-Printertechnologie A process for producing ear pitfalls with heterogeneous material properties based on the 3D Printer Technology

Für die Herstellung von Ohrpassstücken wie Schalen oder Otoplastiken wird heutzutage das so genannte PNP-Verfahren (Positiv-Negativ-Positiv) in vielen Fällen angewendet. nowadays known as the PNP method (positive-negative-positive) is applied in many cases for the production of ear molds as shells or ear molds. Beim PNP-Verfahren nimmt der Hörgeräteakustiker in einem ersten Schritt einen Ohrabdruck (Positiv) zur Herstellung einer Otoplastik (für die hinter dem Ohr getragenen Geräte) oder einer Schale (für im Ohr getragenen Geräte) . When the PNP process of hearing care takes in a first step, an ear impression (positive) for manufacturing an otoplasty (for the behind-the-ear type) or a shell (for an in-ear device). In einem zweiten Schritt wird mittels Abformung eine Negativform angefertigt, in die nachfolgend eine strahlungshärtbare, niedrigviskose Formulierung gegossen und daraufhin belichtet wird. In a second step, a negative mold is by impression made, poured into the below a radiation-curable, low viscosity formulation is exposed and then. Das so gefertigte Ohrpassstück (Positiv) muss dem Gehörgang optimal angepasst sein. The ear mold thus produced (positive) must conform to the ear canal perfectly. Andernfalls würden ungenaue Passtücke Beschwerden (zB Druckstellen) verursachen und die Funktion von Hörgeräten (zB Rückkopplungen durch ungenügende Abdichtung des Gehörganges) beeinträchtigen. Otherwise inaccurate earpieces would cause discomfort (eg bruises) and impair the function of hearing aids (eg feedback by insufficient sealing of the ear canal). Das PNP-Verfahren ist zwar bewährt, aber zum einen mit einem hohen Fertigungsaufwand in Kombination mit einem geringen Automatisierungsgrad und zum anderen mit vielen Fehlerquellen bei den Abformungen, die zu og Problemen führen können, verbunden. The PNP process is proven, but the one with a high production cost in combination with a low level of automation and the other with many sources of error in the impressions, which can lead to above-mentioned problems, connected.

Aus diesem Grunde wurde in den letzten Jahren ein Verfahren auf der Basis der Solid-Free-Form- Fabrikationstechnologie in Kombination mit dem Computer-Aided-Design entwickelt (US 5,487,012) . For this reason, a method has been in recent years, based on the solid free-form fabrication technology in combination with the computer-aided design developed (US No. 5,487,012). Beim so genannten Laser-Sinter-Verfahren (SLS- Verfahren) werden aus einem sinterfähigen Pulver schichtweise Formkörper aufgebaut, indem jede Schicht nach dem Aufbau schrittweise durch Bestrahlung mit einem Laser gesintert wird. The so-called laser-sintering (SLS method) are built layer by layer molding of a sinterable powder by each layer is sintered after the construction step by step by irradiation with a laser. Als Werkstoff zur Ohrpassstückherstellung wird ein Nylonpulver in homogener Zusammensetzung verwendet. As a material for eartip producing a nylon powder is used in a homogeneous composition. Die Nachteile des Verfahrens bestehen darin, dass der apparative Aufwand und dementsprechend die damit verbunden Kosten hoch sind und dass das verwendete Modellmaterial sich nicht bzw. nur sehr schlecht nachbehandeln (zB lackieren) lässt. The disadvantages of the method are that the equipment expense and, accordingly, the associated costs are high and that the model material used subsequent treatment is not or only very poorly (eg painting) leaves. Ferner neigt das Material zu einer erhöhten Wasseraufnahme, so dass bei längerer Tragedauer im Ohr sich durch zB Einlagerungen von Cerumen und Bildung von Biofilmen unangenehme Gerüche bilden. Further, the material tends to increased water absorption, so as to form after long periods in the ear by eg retention of cerumen and biofilm formation unpleasant odors. Darüber hinaus sind aufgrund des Sinterverfahrens nur Formkörper mit einer Oberflächentextur realisierbar. Furthermore, only a molded article having surface texture can be realized due to the sintering process. In der WO 97/29901 wird ein Verfahren auf der Basis der Stereolithographie (SLA) beschrieben, bei der aus einem flüssigen und strahlungshärtbaren Material dreidimensionale Objekte mittels Laserstrahlung generiert werden. In WO 97/29901 a method based on the stereolithography (SLA) is described in which three-dimensional objects are generated by means of laser radiation of a liquid and radiation curable material. Der Formkörper wird dabei schichtweise aufgebaut, indem jede Schicht mit einem Laserstrahl abgefahren und dabei ausgehärtet wird. The molded body is thereby formed in layers by each layer is scanned with a laser beam and is cured thereby. Im Anschluss daran wird mit einem Abstreifer in Kombination mit einem kurzen Tauchvorgang die nächste Schicht des härtbaren Materials aufgetragen und ausgehärtet. Following this, with a scraper in combination applied and cured, the next layer of the curable material with a short immersion process. Unter Nutzung der beiden og Verfahren sind „nur" Formkörper generierbar, die aus einem Modellmaterial bestehen und dementsprechend sind keine unterschiedlichen Schichten nach einem Gradientenmuster realisierbar. Using the above two methods are "only" moldings can be generated, which consist of a modeling material and accordingly are no different layers for a gradient pattern realized.

Ein weiteres Verfahren stellt das hier als 3D- Printing bezeichnete Verfahren dar. Dabei wird mittels der 3D-Drucktechnik über elektrostatische Tintenstrahldüsen ein an der Luft aushärtbares oder erstarrendes Modellmaterial und ein Stützenmaterial (Supportmaterial) , die gegebenenfalls mittels Strahlung ausgehärtet werden können, auf eine Plattform aufgebracht. Another method is referred to herein as 3D Printing designated method. In this case, by means of 3D printing technology via electrostatic ink jet nozzles, a curable or solidifying in the air modeling material and a support material (support material) which can be cured by radiation, if appropriate, on a platform applied. Die Materialanforderungen insbesondere an Ohrpassstücke sind jedoch vielfältig und es wäre wünschenswert, Formteile, die aus unter materialtechnischen Gesichtspunkten unterschiedlichen Schichten nach einem Gradientenmuster bestehen, herstellen zu können. However, the material demands particularly on eartips are varied and it would be desirable to be able to mold parts, the different layers consisting of any material and technical aspects for a gradient pattern prepared. So könnten beispielsweise durch die Kombination von „elastischen" und weniger elastischen Schichten gezielt die Bereiche eines Ohrpassstückes im Hinblick auf Tragekomfort (Vermeidung von Druckstellen) und Passung (Vermeidung von Rückkopplungen) optimal auf die individuellen Erfordernisse und Wünsche des Kunden eingestellt werden. Ferner könnte durch eine zB unflexible Außenschale in Kombination mit einem flexiblen Innenaufbau einer Hörgeräteschale eine besondere Dämpfung und auch Schutz der gegenüber mechanischen Einflüssen empfindlichen Hörgeräteelektronik realisiert werden. Dies ist bei den og Verfahren nur äußerst schwierig, bzw. nur mit einem sehr hohen. Fertigungsaufwand machbar. To target the areas of earmould in terms of comfort (avoiding pressure points) and fit (avoid feedback) could, for example, by the combination of "elastic" and less elastic layers are optimally adjusted to the individual needs and desires of the customer. It could also by an example inflexible outer shell combined with a flexible internal structure of a hearing aid shell a special damping and also protect against mechanical influences sensitive hearing device electronics can be realized. This is extremely difficult in the above methods, or only with a very high. production effort feasible.

Unter produktionstechnischen Gesichtspunkten wäre durch die Kombination von unterschiedlich gefärbten Materialien zB eine Kennzeichnung der einzelnen Ohrpassstücke schon während des Bauprozesses möglich. Under technical production standpoint would be possible by the combination of differently colored materials such as a marking on each eartips already during the construction process. Darüber hinaus könnten unterschiedlich eingefärbte Ohrpassstücke im Rahmen eines Bauvorganges auf einer Plattform nebeneinander gebaut werden. In addition, differently colored eartips could be built under a building process on a platform next to each other. Daraus resultiert zB im Vergleich zum SLA-Verfahren ein wesentlich verringerter Zeit- und somit Kostenaufwand. This example results in comparison with the SLA process a substantially reduced time and thus cost.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Zurverfügungstellung eines Verfahrens, welches die oben erwähnten Ziele erreicht bzw. die geschilderten Probleme überwindet, und welches einfach und kostengünstig realisierbar ist. The object of the invention is therefore the provision of a process which achieves the above-mentioned objectives and overcomes the problems described, and which is simple and cost-effective manner.

Zur Lösung der Aufgabe stellt die Erfindung die in den Patentansprüchen angegebenen Lösungen zur Verfügung To achieve the object, the invention provides the solutions specified in the patent claims available

Insbesondere wird ein Verfahren zur Herstellung von Ohrpassstücken mit heterogenen In particular, a process for producing earpieces with heterogeneous is

Materialeigenschaften auf der Basis der Solid-Free- Form-Fabrikationstechnologie 3D-Printing in Kombination mit CAD vorgeschlagen, bei dem auf einer bereitgestellten Unterlage mindestens 2 oder mehrere Modellmaterialien und mindestens 1 Supportmaterial schient- bzw. strangweise über eine rechnergesteuerte Auftragsvorrichtung aufgetragen werden. proposed material properties on the basis of solid free- form fabrication technology like 3D printing in combination with CAD, in which on a posted document schient- least 2 or more model materials and at least one support material or be extruded as plotted against a computer-controlled applicator. Nach dem Auftragen einer oder mehrerer Stränge/Schichten wird/werden diese mit einem so genannten „Planarizer" geglättet und anschließend mittels aktinischer Strahlung ausgehärtet, bevor das Auftragen des nächsten Stranges/der nächsten Schicht, bzw. Stränge/Schichten erfolgt. Dabei ist jeder Strang/Schicht der Modellmaterialien eine polymerisierbare Formulierung und mit der Auftragsvorrichtung in unpolymerisiertem Zustand verarbeitbar. After the application of one or more strands / layers is / are these smoothed with a so-called "Planarizer" and then cured by means of actinic radiation before the application of the next strand / of the next layer, or strands / layers is carried out. In this case, each strand / layer of the model materials a polymerizable formulation and processed with the applicator in unpolymerized state.

Ferner stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Ohrpassstücken unter Verwendung des 3D-Printings zur Verfügung, das die Herstellung verschiedenartig strukturierter Formteile aus verschiedenen Materialien in einem Arbeitsschritt erlaubt. The invention further provides a method for the production of ear molds using 3D printings available, which allows the production of variously structured form parts of different materials in a single step.

Eine bevorzugte Lösung ist in Abb. Ia bzw. Abb. Ib verdeutlicht. A preferred solution is illustrated in Fig. Ia and Fig. Ib. Die Verfahren setzen sich aus einem CAD-System (A) , einer Planarizereinheit (C) , einer Bestrahlungseinheit (D) und einer Kontrolleinheit (B) zusammen. The methods consist of a CAD system (A), a Planarizereinheit (C), an irradiation unit (D) and a control unit (B). Bei dem in Abb. Ia abgebildeten Verfahren wird durch diese ein Druckkopf (E) angesteuert. In the method depicted in Fig. Ia is driven by this, a print head (E). Der Druckkopf enthält mindestens 3 bis n Materialreservoirs (F) mit angeschlossenen Austragsöffnungen durch die mindestens ein Supportmaterial und mindestens 2 bis n-1 unterschiedlichen Materialien ausgetragen werden. The printhead contains at least 3 to n material reservoir (F) with connected discharge through the at least one support material and at least 2 discharged to n-1 different materials. In einer anderen Ausführungsform (Abb. Ib) kommen neben den schon og Systemkomponenten CAD-System In another embodiment (Fig. Ib) come in addition to the system components already og CAD system

(A) , Planarizer (C) , Bestrahlungseinheit (D) und (A), Planarizer (C), irradiation unit (D) and

Kontrolleinheit (B) mindestens 2 bis n Druckköpfe (E ₀ bis E _n ) zur Anwendung. Control unit (B) at least 2 to n printheads (E ₀ to E _n) apply. Mindestens 1 Druckkopf enthält ein Materialreservoir für mindestens ein At least 1 printhead includes a material reservoir for at least one

Supportmaterial oder das Supportmaterial und ein oder mehrere Modellmaterialien. Support material or the support material and one or more model materials.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des 3D-Printings zur Herstellung von Ohrpassstücken unter Verwendung von schmelzbaren, so genannten „phase change materials", mit aktinischer Strahlung aushärtbaren ungefüllten oder gefüllten Materialien mittels eines computergesteuerten 3D-Pinters. The invention further relates to the use of 3D printings for the production of ear molds using fusible, so-called "phase change materials", with actinic radiation curable unfilled or filled materials using a computerized 3D Pinter.

Die Erfindung ermöglicht es, Formteile herzustellen, die aus unterschiedlichen Materialschichten bestehen, zum Beispiel aus elastischen oder weniger elastischen Schichten, auch unterschiedlichen Materialzonen, unterschiedlichen Farben. The invention makes it possible to produce molded parts that are made of different material layers, for example made of elastic or less elastic layers, also of different zones of material, different colors.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sind solche Ohrpassstücke schnell und kostengünstig zu fertigen. With the inventive method such eartips are to be produced quickly and inexpensively.

Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel. The invention is not limited to the embodiment, but the scope of the disclosure often variable.

Alle neuen in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen. All new features disclosed in the description and / or drawing of single and combination features are considered essential to the invention.