In der plastischen Chirurgie und der Orthopädie ist die präzise Vermessung des Körpers beziehungsweise der betroffenen Körperteile von entscheidender Bedeutung für die zu ergreifenden Korrekturmaßnahmen wie Orthesen, Einlagen oder Fettabsaugungen und deren Erfolg. Moderne Scanverfahren haben inzwischen ältere Methoden abgelöst. Ihr großer Vorteil: Sie vermessen nicht nur schneller und genauer, sondern bieten zudem die Möglichkeit, die Körpertextur präzise wiederzugeben.
Für die korrekte Vermessung der einzelnen Körperpartien spielt abgesehen von der Sensortechnologie auch die präzise Positionierung der Sensoren eine entscheidende Rolle. "Wir stellen hohe Anforderungen an die Positionier- und Wiederholgenauigkeit der Höhenverstellung, da die Personen zu verschiedenen Zeitpunkten unter gleichen Bedingungen gemessen werden sollen", erklärt Dipl.-Ing. Christian Benderoth, Director Sales& Marketing der GF Messtechnik GmbH (GFM). Das Berliner Unternehmen entwickelt, baut und vertreibt seit mehr als 15 Jahren optische 3D-Messgeräte und Sensoren einschließlich der zugehörigen Mess- und Anwendungssoftware. Die Hauptanwendungen finden sich in den Bereichen der industriellen Messtechnik und der Life Science/Biometrie - also dem Scannen von menschlichen Körperteilen.
Teleskop-Hubsysteme für die Höhenverstellung
Für die Höhenverstellung seiner FaceSCAN 3D- und BodySCAN 3D-Systeme nutzt GFM das 3-Stufen-Teleskop-Hubsystem RK Powerlift des Lineartechnikspezialisten RK Rose+Krieger GmbH. Die hoch stabile Hubsäule wurde speziell für Monosäulenanwendungen wie bei GFM entwickelt und erlaubt große Seitenkräfte bei gleichzeitig hoher Verfahrgeschwindigkeit von max. 50 mm/s. Der RK Powerlift ist grundsätzlich als 2- und als 3-Stufen-Hubsäule verfügbar. Die dreistufige Teleskopausführung zeichnet sich besonders durch die hohen Druckkräfte von 800 bzw. 1.600 N und Zugkräfte von 800 N sowie Hubgeschwindigkeiten von 30 bzw. 15 mm/s aus. Der Motor ist integriert und besonders leise. Bei der Steuerung hat der Anwender die Wahl zwischen einer internen oder externen Version. Eine zusätzliche Verkleidung erübrigt sich dank des zeitlosen Aluminiumprofildesigns. GFM verbaut je nach Scanner-Version -die Berliner bieten Dual- und Quad-Pods mit jeweils einem, zwei beziehungsweise vier Sensorköpfen an - eine oder zwei dreistufige RK Powerlifte. Beim Dual-Pod trägt ein RK Powerlift eine Aluminiumtraverse, an deren Enden je ein Sensor montiert ist. Der Quad-Pod setzt sich im Prinzip aus zwei aufeinander montierten Dual-Pods - und damit zwei synchron und digital positionierbaren Hubsäulen zusammen. Jede Säule eines Quad-Pods kann einzeln verfahren werden. Die Höhe variiert jeweils zwischen 40 und 120 Zentimetern (voll ausgefahren). In der Regel wird nur die untere Säule bewegt, um unterschiedliche Körpergrößen auszugleichen. Da jedoch bei Messungen am Oberkörper andere Geometrien zu erwarten sind als im Gesicht, kann durch zusätzliches Verfahren der oberen Säule ein ideales Messfeld eingestellt werden. Dieses umfasst für das Gesicht ein Volumen von 350 x 230 x 300 mm³ und für Körperscans einen Rauminhalt von 500 x 400 x 400 mm³. Die Entfernung zum Probanden beträgt 800 Millimeter. Die Hubsäulen ruhen auf rollbaren Grundplatten, die ebenfalls aus dem Lineartechnikbaukasten von RK Rose+Krieger stammen und einen flexiblen Einsatz des Systems an unterschiedlichen Orten ermöglichen. "Das Quad-Pod-System kann durch eine dritte Hubsäule mit aufmontierter Videokamera ergänzt werden. Die Kamera nimmt dabei Profilbilder zum Zeitpunkt der 3D-Messung auf. Diese dienen bei einer späteren Vermessung dazu, den Probanden wieder genauso auszurichtenwie bei der ersten Referenzmessung", erläutert Benderoth.
Leise und vielseitig
Im Gegensatz zur sonst üblichen manuellen Höhenverstellung sind die elektrisch verfahrbaren Hubsäulen deutlich schneller und bei Systemen mit mehreren Säulen sowie speziellen Anforderungen an reproduzierbare Positionen von Vorteil. Nicht nur in Konstruktionen wie den 3D-Scannern von GFM, auch in anderen Zusammenhängen wie beispielsweise der ergonomischen Höhenanpassung von Arbeits- oder Montagetischen an die Körpergröße des Personals sowie bei der stufenlosen Höhenverstellung medizinischer Patientenstühle und -liegen beweisen die synchronisierbaren Hubsysteme ihre Vorzüge.
RK Rose+Krieger bietet für solche Zwecke ein umfassendes Portfolio an verdrehsteifen Hubelementen mit guten mechanischen und linearen Führungseigenschaften in einem breiten Leistungsspektrum an. Die teleskopierenden Hubsäulen mit quadratischem, rechteckigem oder in Einzelfällen auch rundem Querschnitt verfahren sehr leise und überzeugen zudem mit ihrem ansprechenden Äußeren. Die Säulen mit integriertem Endschalter beziehen den für die Bewegung erforderlichen Strom wahlweise aus der nächsten Steckdose oder über einen Bleigelakku. Die Antriebseinheiten befinden sich dabei jeweils platzsparend im Säuleninnern und sind nach außen praktisch unsichtbar. Für den genauen Gleichlauf mehrerer Systeme bietet RK Rose+Krieger die Hubelemente in Synchronausführungen mit spezieller Antriebssteuerung an. Die Steuerung bewirkt eine dauernde Niveauanpassung aller Säulen in beiden Fahrtrichtungen - auch bei unterschiedlicher Belastung. Die Gleichlaufgenauigkeit ist dabei abhängig von der Hubgeschwindigkeit und beträgt je nach Art der Hubsäule und Antrieb 0 - 1,5 mm bzw. 0 - 3 mm. Eine Memoryfunktion ist möglich. Mit einer Quadro-Steuerung im Bus-System lassen sich auf diese Weise bis zu 32 Säulen synchron verfahren.
Gute Unterstützung
GFM bezieht neben den RK Powerlift-Systemen auch die mehrstufigen Hubsäulen der Serie Alpha Colonne aus Minden. Sie dient im MicroCAD-Premium-Großfeldsensor zur präzisen, stufenlosen Höhenverstellung des Scanners. Die Führungsprofile der Alpha Colonne sind exakt quadratisch und die zulässigen Seitenkräfte dadurch rundum identisch. Die im Vergleich zu anderen Systemen zusätzliche dritte Führungsstufe ergibt eine große Überlappung im ausgefahrenen Zustand. Das kommt der Stabilität zugute. Für ihren Großfeldsensor bedienten sich die Berliner Scannerspezialisten jedoch nicht nur bei den RK-Hubsystemen, sondern verbauten auch Linearachsen und Blocan-Aluminiumprofile aus dem Linear- und Profiltechnik-Baukasten von RK Rose+Krieger.
"RK Rose+Krieger hat uns bei der Entwicklung unserer Systeme außerordentlich gut unterstützt. Die Synchronisierung der Hubsäulen war zunächst nicht wie angedacht möglich. Doch mithilfe der RK-Spezialisten konnten wir dieses Problem schnell und unkompliziert aus der Welt schaffen und unsere Vorstellungen umsetzen", sagt Christian Benderoth, den neben dem Service des Mindener Unternehmens und der unkomplizierten Bedienbarkeit der Systeme auch das gute Preis-Leistungs-Verhältnis überzeugte.
