Luftdurchlässiger und stabil:

Beim Fliesenlegen, Pflastern oder beim Gartenbau: Überall, wo auf den Knien gearbeitet wird, tragen Handwerkerinnen und Handwerker in der Regel Hosen mit Knieschutz. Diesen gibt es jetzt auch aus dem 3D-Drucker – entwicklungsbegleitend geprüft und zertifiziert von DGUV Test.

Wer in jungen Jahren eine Lehre als Handwerker beginnt, denkt beim Knien vielleicht noch nicht daran. Doch über die Jahre kann häufiges Knien zu Berufskrankheiten und Ausfällen führen, zum Beispiel durch Arthrose. Von Anfang an langfristig zu denken und geeigneten Knieschutz zu tragen, ist daher wichtig.

Bisher wurden Kniepolster überwiegend mithilfe großer Schablonen gefertigt, die mit Kunststoffschaum gefüllt werden. Dieser Kunststoffschaum härtet zu einer festen, jedoch trotzdem beweglichen Masse aus und wird im Bereich des Knies in Taschen an den Hosen eingesetzt.

„Hersteller kommen regelmäßig mit neuen Ideen auf mich zu und bitten, diese entwicklungsbegleitend zu prüfen“, erzählt Sabine Maaß von der DGUV Test Prüf- und Zertifizierungsstelle Persönliche Schutzausrüstung (PS). Eine dieser Ideen ist ein Knieschutz, der über ein 3D-Druck-Verfahren hergestellt wird.

Herstellungsweg ist innovativ – aber auch sicher?

Oben am 3D-Drucker wird ein Tank mit Kunststoffmasse befüllt. Gedruckt wird in vielen dünnen Schichten. Bevor die nächste Schicht leicht versetzt aufgetragen wird, härtet die vorherige Schicht aus. Durch diese Schichtung entsteht eine erhöhte Luftdurchlässigkeit: Im Ergebnis ist die Luftzirkulation beim Knieschutz aus dem 3D-Drucker besonders gut.

„Diese Luftdurchlässigkeit konnte in diesem Maße bisher noch nicht hergestellt werden“, so Maaß. „Dies ist wichtig, denn die Leute sitzen oft stundenlang auf ihren Knien. Der Schweiß kann nun besser entweichen, was nicht nur angenehmer ist, sondern eventuell auch Krankheiten wie Entzündungen vorbeugen könnte.“ Der Knieschutz ist zudem leichter und beweglicher und passt sich somit auch besser an das Knie an. Festigkeit und Stabilität entsprechen dabei trotzdem den Anforderungen der Norm.

Bereit für den Einsatz in der Praxis

„Alle Produkte rund um Knieschutz müssen die Anforderungen der Norm EN 14404 erfüllen“, erklärt Maaß. „Egal, mit welcher Herstellungsmethode sie erstellt wurden. Daher haben wir auch den Knieschutz aus dem 3D-Drucker entsprechend getestet.“

Das Ergebnis: Das neue Produkt hat alle technologisch-mechanischen Prüfungen bestanden. „Nur bei der Passform musste etwas nachgebessert werden“, so Maaß. Inzwischen ist der Knieschutz aus dem 3D-Drucker nicht nur geprüft, sondern auch zertifiziert – bereit für den Einsatz in der Praxis.

Hintergrund: Wie wird ein Knieschutz geprüft?

Bei der Ergonomie-Prüfung knien Probanden 5 Minuten auf den Polstern, testen übliche Bewegungsabläufe wie gehen oder laufen und rutschen zudem zehn Meter auf den Knien über den Boden. Die Probanden bewerten, ob die Passform der Polster geeignet ist, die Knie zu schützen.

Zudem muss jedes Produkt drei mechanisch-technologische Prüfungen bestehen: die Durchstich-Festigkeit - hier wird mit einer Nadel geprüft, wieviel Krafteinwirkung nötig ist, um das Polster mit einem spitzen Gegenstand zu durchstechen. In der Praxis ist dies relevant, wenn auf der Baustelle Nägel, Scherben oder andere spitze Gegenstände beim Hinknien übersehen werden.

Außerdem werden die Druckverteilung und der Spitzenwert der übertragenen Kraft gemessen. Mit dem Spitzenwert der übertragenen Kraft wird ausgelotet, wie gut die Dämpfungseigenschaften des Knieschutzes sind, wenn sich eine Person mit Knieschutz aus der Hocke oder aus dem Stehen auf die Knie fallen lässt – was im Arbeitsalltag häufig geschieht. Dazu wird das Kniepolster auf einen Amboss gelegt und ein definiertes Gewicht fällt von oben auf den Knieschutz herab. Ein Messgerät im Amboss verrät, wieviel Kraft dort durch den Knieschutz hindurch am Knie angekommen ist. In der Realität würde diese Kraft auf das Knie einwirken.