Станет ли трехмерная печать новым прорывом в ортопедии
Джон Бекетт, технический директор компании Europac 3D, одного из ведущих поставщиков оборудования и технологий для трехмерной печати, рассказывает, как они помогают своим клиентам использовать 3D-печать и передовые производственные технологии для ускорения процесса проектирования инновационных разработок, обеспечивая революционным медицинским устройствам более быстрый выход на рынок.
В последние годы производители медицинской техники все чаще заключают партнерские соглашения с компаниями, предоставляющими услуги в сфере 3D-печати, для создания нового поколения медицинских устройств и технологий. Британская компания Crispin Orthotics специализируется на производстве и техническом обслуживании ортезов, особых приспособлений, предназначенных для разгрузки, фиксации, активизации и коррекции функций поврежденного сустава или конечности. Она искала новые решения в области трехмерной печати и программное обеспечение для компьютерного конструирования, которые могли бы удовлетворить растущие потребности в ортезах, снизив при этом стоимость печати и увеличив скорость производства деталей.
Внимание компании привлекла модель 3D-принтера Multi Jet Fusion известного производителя HP, которая, как было доказано, имеет почти в десять раз большую скорость печати и при этом позволяет вполовину сократить стоимость детали по сравнению с ранее использовавшейся технологией SLS, основанной на послойном спекании порошковых материалов. Увеличение скорости и снижение затрат, обеспечиваемые новыми машинами HP, означают, что теперь сотни индивидуально спроектированных ортезов могут быть напечатаны всего за день в рамках одного 12-часового процесса сборки.
Компания хотела удостовериться, что произведенные таким образом детали будут прочными и долговечными, и в то же время достаточно гибкими, чтобы выдерживать нагрузку при движении. Чтобы протестировать возможности принтера Multi Jet Fusion, компания разработала несколько деталей.
Им удалось провести серию испытаний на прочность и ударную нагрузку, которые прошли успешно. Но что особенно впечатляет в технологии HP Multi Jet Fusion, это то, что произведенные с ее помощью детали имели одинаковую прочность по всем трем осям сборки, а это значит, ориентация сборки не повлияла на крепость и качество деталей. 3D-принтер использовался вместе с программным обеспечением Siemens NX с возможностью топологической оптимизации, что позволило техникам не только уменьшить вес конструкции, но и усилить ее ключевые области.
Технология также позволяет разместить сразу несколько идеально подходящих друг другу деталей в лотке принтера, сокращая таким образом количество прогонов печати, что в свою очередь обеспечивает увеличение скорости производства и снижение затрат на него. Детали можно плотно размещать на расстоянии до 2 мм друг от друга и даже укладывать одну поверх другой, достигая максимальной высоты в 380 мм. Это означает, что для создания таких сложных форм нет необходимости использовать вспомогательную несущую конструкцию, так как так детали естественным образом поддерживаются порошкообразной формой исходных материалов в лотке, позволяя укладывать их одна на другую.
Чтобы продолжить испытание этих технологий, Crispin Orthotics решила использовать принтер HP Multi Jet Fusion и программное обеспечение Siemens NX для реализации нового ортопедического проекта. Новые технологии позволили компании разработать ортопедическое устройство для руки со встроенным креплением в районе локтя и накладкой на кисть. Единственная деталь нового приспособления, напечатанная на 3D-принтере, была изготовлена из стойкого полиамида, что позволило сделать его более легким и прочным.
По словам директора компании Crispin Orthotics Марка Тэкстера, технологии 3D-сканирования и печати позволили значительно повысить скорость производства и качество деталей, которые они изготавливают для своих клиентов. «Сейчас у нас есть возможность создавать легкие, прочные и невероятно точные персонализированные ортопедические устройства, что, безусловно, выгодно клиенту. Бизнес также выигрывает от скорости изготовления трехмерных печатных деталей и сокращения затрат примерно на 40% за счет упрощения производственного процесса», – говорит он.
Тэкстер также отмечает, что использование 3D-сканирования и печати дает большую свободу в дизайне устройств, особенно тех, что имеют сложную геометрию: «Имея возможность изменять толщину девайса в определенных местах, мы можем изготавливать ортопедические приспособления, которые невозможно произвести ни одним из существующих сегодня способов».
Новые технологии, качественный 3D-дизайн и печать потенциально могут значительно ускорить производство различных медицинских устройств, при этом существенно снизив его стоимость.
