Protesi adattate al paziente: Stampa 3D SLS

Partial Hand Solutions è dedicato all’avanzamento della tecnologia per gli amputati di tutte le età. Da quando l’azienda è stata fondata nel 2007, ha fornito soluzioni funzionali per molti soldati in servizio attivo e persone con amputazioni parziali di mani e dita, nonché bambini con esigenze protesiche più estese.

Il fondatore Matthew Mikosz crea da tempo protesi personalizzate per i pazienti, ma fino a poco tempo fa ha lottato per superare un ostacolo critico: come realizzare protesi personalizzate e durevoli a un prezzo accessibile.

Negli ultimi due anni, Matthew ha utilizzato un processo di stampaggio a iniezione in outsourcing per offrire protesi per le dita a pazienti giovani e meno giovani per migliorare la loro mobilità e aumentare la funzionalità. Tuttavia, ogni paziente è unico e le parti esternalizzate sono disponibili solo in una delle cinque dimensioni disponibili, impiegando due settimane per arrivare.

Il fondatore Matthew Mikosz vuole offrire ai pazienti prodotti che sono fuori dalla loro portata attraverso risultati veramente personalizzati per i pazienti. Nel tempo, ha esplorato varie tecnologie per raggiungere questo obiettivo: dalle macchine per lo stampaggio a iniezione alla stereolitografia (SLA) e alle stampanti 3D per la modellazione a deposizione fusa (FDM). Un’area che lo ha sempre interessato sono le parti in nylon stampate in 3D SLS, ma a causa del suo costo elevato, non è stato in grado di sperimentare davvero la stampa 3D con sinterizzazione laser selettiva (SLS).

Matthew ha recentemente avuto l’opportunità di utilizzare una nuova stampante LAB X2-2, insieme alla stazione di post-finitura, che crea nuove possibilità per la creazione di protesi personalizzate e lo fa a un prezzo per parte più conveniente. “Ho sempre desiderato una stampante SLS, ma il loro prezzo attuale le rende inaccessibili. La LAB H5 è perfetta per le piccole imprese come Partial Hand Solutions”.

Cos’è?

  • La sinterizzazione laser selettiva è una tecnologia di produzione additiva che utilizza un laser per sinterizzare materiale plastico polverizzato in una struttura solida basata su un modello 3D.

  • LAB X2-2 è una stampante 3D SLS conveniente e pronta per la produzione di 3d-type, con una qualità di stampa competitiva, un ingombro ridotto e un flusso di lavoro semplice.

  • LAB H5 è una stazione di recupero della polvere per LAB X2-2 utilizzata per rimuovere la stampa dalla camera di costruzione, pulire le parti, filtrare la polvere e riciclare la polvere.

Avere LAB X2-2 e LAB H5 dà a Matthew la sicurezza di produrre finalmente protesi personalizzate ad alte prestazioni stampate in 3D per i pazienti. Per la prima volta, stai stampando parti leggere, resistenti e durevoli con un budget adatto a una piccola impresa.

In che modo la stampa 3D SLS eseguita da LAB X2-2 è diversa dalle altre stampanti SLS che Matthew aveva usato prima? Matteo ha individuato due vantaggi chiave:

  1. Il processo di lavoro efficiente, che riduce i costi e massimizza i tempi di progettazione.
  2. Le parti di alta qualità che consentono alla tua piccola impresa di produrre protesi personalizzate di qualità eccezionale e di lunga durata.

Parte 1: Il processo di lavoro SLS

Matthew, come molti designer efficienti, è molto metodico nell’organizzare il suo spazio di lavoro. Un processo di lavoro efficiente è fondamentale per ridurre la frustrazione e le perdite di tempo. E, soprattutto, ti consentono di dedicare più tempo alla progettazione e meno tempo alla pulizia delle parti sporche.

LAB X2-2 e LAB H5 sono stati progettati per funzionare insieme. 3d-type è nota per la progettazione di flussi di lavoro additivi che rendono la stampa 3D di qualità industriale alla portata di aziende di tutte le dimensioni. L’unione tra LAB X2-2 e LAB H5 è il risultato di anni di progettazione e test del prodotto, risultando nel flusso di lavoro più semplice ed efficiente per l’SLS disponibile sul mercato.

Quando crea le sue protesi pediatriche M Fingers, Matthew segue questi passaggi:

  1. Prepara il file in PreForm. Matthew ha due stampanti stereolitografiche desktop Form 2 che usa per la prototipazione di parti, quindi ha avuto molta esperienza nell’uso di PreForm, il software di preparazione della stampa delle stampanti 3d-type. PreForm è stato progettato da zero per essere facile da usare e la tua esperienza ha reso la transizione ancora più semplice. “Anche se non hai mai usato una stampante 3d-type, PreForm è molto facile da configurare. Ti rende molto facile preparare il tuo file.”
  2. Preparare il fusibile 1. Aggiungere polvere al fusibile 1 e inserire una cassetta ottica pulita. Il LAB X2-2 include un elenco di controllo touch screen con istruzioni scritte e visive che spiegano passo dopo passo ogni procedura. “Dopo aver eseguito il processo diverse volte, non ho nemmeno più bisogno di seguire le istruzioni. Mi sono abituato a usare la stampante dopo alcune stampe”.
  3. Filtra le parti con il setaccio dei fusibili dopo la stampa. Il LAB H5 dosa e miscela automaticamente la polvere usata e nuova in modo da poter ridurre gli sprechi e controllare la fornitura di polvere. La polvere di nylon 12 può produrre parti robuste e completamente funzionali con un tasso di rotazione del materiale del 30%, quindi può essere stampata con polvere recuperata fino al 70%. “Il design del LAB X2-2 e del LAB H5 è molto intelligente. Poter estrarre le parti dalla macchina, fare qualche passo e pulirle nel LAB H5 è fantastico.”
  4. Colora e assembla i pezzi. Le parti possono essere verniciate a spruzzo, colorate, verniciate, zincate e rivestite per ottenere vari colori, finiture e proprietà, come impermeabilità (rivestimento) e conduttività (zincatura). Matthew mette i suoi M Fingers in una soluzione colorante professionale in acqua calda, mescolata per 10 minuti. Questo dà ai tuoi pezzi una bella finitura nera.

Nella creazione dell’M Finger (una protesi per dita controllabile ad alta resistenza modellata su misura), questo processo, dal software alla stampa fino alla post-finitura, consente a Matthew di creare lui stesso protesi finali di alta qualità con una stampante in un paio di giorni.

Quando si stampa con SLS, la capacità di riciclare la polvere è fondamentale per le piccole imprese. LAB X2-2 è stato meticolosamente progettato per offrire le massime prestazioni al minor costo possibile per parte, utilizzando un piano di stampa che può essere impilato e compattato per massimizzare ogni tiratura.

Il LAB X2-2 e il LAB H5 fanno semplicemente il loro lavoro e si tratta di passare al lotto successivo.

Parte 2: I vantaggi delle parti in nylon

Matthew è stato in grado di sostituire completamente il suo flusso di lavoro in outsourcing per lo stampaggio a iniezione utilizzando una singola stampante 3D LAB X2-2. Lo ha fatto, in parte, grazie alla capacità di LAB X2-2 di creare parti di alta qualità in modo efficiente.

Secondo Matthew, le parti in nylon del LAB X2-2 offrono quattro vantaggi principali:

  1. Costi del materiale ridotti. Il nylon è un materiale conveniente e LAB X2-2 è ottimizzato per stampare con polvere riciclata per ridurre al minimo gli sprechi. “All’inizio la polvere di nylon sembrava costosa, ma quando ho calcolato il costo per pezzo, le dita erano convenienti con ogni stampa”.
  2. Libertà di progettazione. Durante la stampa, la stessa polvere supporta le stampe, quindi non è necessario creare strutture di supporto. Ciò consente di stampare facilmente proiezioni o sporgenze, geometrie complesse, parti intersecanti, canali interni e altri progetti complessi. “L’uso di LAB X2-2 ha ampliato i miei orizzonti in termini di lavoro su progetti futuri”. Ora sto pensando a come posso migliorare il mio lavoro e creare risultati migliori per le stampe”.
  3. Alta produttività e prestazioni. La stampa SLS è la tecnologia di produzione additiva più veloce per la creazione di prototipi funzionali e durevoli e parti di uso finale. È possibile disporre molte parti in modo che siano vicine durante la stampa per massimizzare lo spazio di stampa disponibile. “Aspettare due giorni per stampare un intero piano di costruzione è molto meglio che aspettare settimane per l’arrivo delle mie parti stampate a iniezione”.
  4. Materiali testati per l’uso finale. Le impronte in nylon LAB X2-2 utilizzano materiali termoplastici di alta qualità con proprietà meccaniche paragonabili a quelle ottenute dai metodi di produzione convenzionali come lo stampaggio a iniezione o le macchine SLS di fascia alta. “Ho già utilizzato la stampante HP SLS. Le stampe di LAB X2-2 hanno lo stesso aspetto dell’HP o anche meglio.”

Il dito M: meno passaggi post-finitura

Applicando la minima spaziatura possibile per le parti mobili, Matthew è in grado di stampare giunti funzionali con un numero minimo di passaggi post-finitura. Matthew ci ha espresso le sue opinioni su questo: “Questo mi aiuterà a ridurre i tempi di assemblaggio in futuro. Le parti si muovono come volevo, senza intoppi e con uno spazio minimo per movimenti imprevisti. Sono rimasto colpito dalla capacità che mi dà di stampare giunti funzionali.

Non dovrò mai più esternalizzare queste parti.” Questo tipo di pre-assemblaggio, in cui è possibile stampare i giunti funzionali, è una proprietà unica di SLS che elimina un’intera fase di post-finitura inclusa nel precedente flusso di lavoro in outsourcing di Matthew.

Le dimensioni compatte di LAB X2-2 non occupano molto spazio sul banco di lavoro, ma a prima vista Matthew non era sicuro se sarebbe stato in grado di stampare il volume delle parti di cui aveva bisogno. Tuttavia, non appena iniziò a imballare e compattare le parti nella camera di costruzione, si rese conto che le apparenze ingannavano. “All’inizio pensavo che il volume di stampa di LAB X2-2 fosse troppo piccolo, ma può contenere molte parti all’interno. Posso stampare 160 dita in due giorni. È impressionante”.

Oltre a ciò, Matthew lavora continuamente alla creazione di nuovi design per migliorare l’M Finger. A suo avviso, la stampa 3D in situ SLS ha aperto la strada all’utilizzo di nuove tecniche che gli consentiranno di creare protesi straordinarie per i futuri pazienti.

Un’alternativa alla fibra di carbonio: il pizzo

Sopra è come inserire un dito modello Titan in una presa stampata in 3D che è collegata al corpo del paziente. Insieme alle dita, la presa consente di collegare altri tipi di dispositivi protesici, come strumenti di presa. In genere, Matthew utilizzava la fibra di carbonio per realizzare i suoi merletti, un processo costoso e laborioso.

Ora puoi creare internamente un’ampia selezione di prese, che possono essere personalizzate o adattate alle esigenze specifiche del paziente. Soprattutto, rispetto alle loro parti in fibra di carbonio, le prese stampate hanno funzionato bene e saranno utilizzate come parti finali consegnate direttamente ai pazienti. Matthew ci dice: “Non ho notato linee di livello su queste stampe di LAB X2-2. Ho seguito le tolleranze consigliate e sono rimasto impressionato dal modo in cui le parti sono uscite bene.

La qualità della finitura di adattamento è eccezionale. Sono stato piacevolmente sorpreso da la qualità delle parti. Posso usarle direttamente dalla stampante.”

Grandi impressioni: il gomito

I pazienti pediatrici che necessitano di protesi dentarie spesso ricevono parti realizzate per adulti. Queste parti possono essere pesanti per i bambini fino a quando non sono abbastanza grandi per indossare protesi standardizzate.

Matthew ha progettato questo gomito e una spalla pediatrici per un bambino di dieci anni, utilizzando parti in nylon del LAB X2-2 che contengono elementi scorrevoli e cricchetti che funzionano subito fuori dalla scatola. Nonostante le sue dimensioni, la spalla mantiene la qualità prevista dalle parti in nylon LAB X2-2.

Date le dimensioni della parte, Matthew ha scoperto che la spalla era persino più facile da pulire rispetto alle dita del LAB H5, a causa della riduzione del numero di piccole cavità e polvere in eccesso. E mentre il tempo di stampa del gomito è stato più lungo rispetto alle parti più piccole, l’opinione di Matthew è: “Penso che il tempo necessario per questa parte grande sia adeguato alle sue dimensioni”.

La stampante 3D SLS LAB X2-2 per applicazioni mediche

3d-type offre la stampante 3D LAB X2-2 SLS, insieme alla stazione di recupero della polvere LAB H5, per ridurre i costi di esternalizzazione e aumentare la produzione per le aziende di tutte le dimensioni. Prendi il controllo dell’intero processo di sviluppo del prodotto, dalle prime iterazioni del concept design alla produzione di prodotti pronti per l’uso, biocompatibili e sterilizzabili con la polvere di nylon 12, un materiale pronto per la produzione. La stampa 3D ad alte prestazioni è finalmente alla tua portata con LAB X2-2, una stampante 3D SLS economica con un ingombro ridotto e un flusso di lavoro semplice.

Che tu stampi protesi personalizzate per pazienti, prototipi di dispositivi medici o strumenti chirurgici, LAB X2-2 mette a tua disposizione la stampa 3D medica ad alte prestazioni con prodotti veramente su misura per le esigenze e i desideri dei tuoi pazienti. La combinazione dei vantaggi di LAB X2-2 ha superato le aspettative di Matthew quando ha ricevuto la stampante, quindi ci ha detto: “Adoro la macchina. Con LAB X2-2 e LAB H5, tutto funziona come dovrebbe. Nel complesso, mi piace”. Do a LAB X2-2 dieci su dieci”.

Se sei pronto per provare la stampa SLS in loco e provare in prima persona le capacità della stampante LAB X2-2, contattaci e ti invieremo un campione gratuito di parti di nylon 12 in polvere.



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