3D tisk v lékařském prototypování

Martin.Mu

Expert na rychlé prototypování a rychlou výrobu

Specializujeme se na CNC obrábění, 3D tisk, odlévání uretanu, rychlé obrábění, vstřikování, odlévání kovů, plechy a vytlačování.

Dokonalý průvodce 3D tiskem v lékařském prototypování

facebook
X
Pinterest
LinkedIn

3D tisk nabízí několik řešení pro vývoj zdravotnických prostředků, protože obor se vyvíjí s časem. 3D tisk pomohl zdravotnickému průmyslu přinést na trh důležité lékařské nástroje a zařízení za relativně nižší náklady a čas.

V této příručce níže se dozvíte, jak 3D tisk pomohl vyvinout se lékařskému průmyslu a jak se ukázal jako užitečný v lékařské prototypování. Pojďme si tedy přečíst níže.

3D tisk, také známý jako aditivní výroba, pomáhá vyrábět pevný předmět se 3 rozměry. V tomto procesu se vrstvy materiálu ukládají jedna po druhé, aby se vytvořil objekt. Je pozorováno, že tyto vrstvy mají jemně řezaný průřez vyráběným předmětem.

3D tisk je opačný proces subtraktivní výroby, při které se materiál řeže. Místo toho ve 3D tisku žádné řezání a frézování nastat; spíše se materiál přidává vrstvu po vrstvě, aby se dosáhlo požadovaného předmětu.

3D tisk umožňuje vytvářet tvary se složitými texturami a oproti jiným metodám je vhodnější, protože využívá méně materiálu.

3D Tisk

1.1 Plastový 3D tisk

Plastový 3D tisk je jednou z velmi běžných metod používaných při výrobě 3D tištěných předmětů. Tato technika pomáhá vyrábět produkty v lékařské oblasti, které jsou jednoduché a levné. Takové díly mohou být také obrobeny, ale přesto je preferováno nechat je vyrobit pomocí 3D tisku.

Různé druhy plastů používané v plastovém 3D tisku zahrnují ABS, PLA, nylon, TPU, PETG, HIPS, PVA atd. Každý typ plastu má svou kvalitu a vlastnosti. Některé jsou flexibilní, některé odolávají opotřebení a některé jsou voděodolné.

plastový 3D tisk

Plastový 3D tisk nabízí menší přesnost na spotřebitelské úrovni. Základní lékařská zařízení však mohou být vyráběna tímto procesem s jednoduchým designem.

Také zdravotnické prostředky vystavené většímu zatížení se obvykle nevybírají pro výrobu pomocí této techniky 3D tisku, protože dutiny mezi vrstvami plastu jsou v nich zcela běžné.

SLS je však také proces 3D tisku, kde lze pomocí plastů vyrábět složitá geometrická zařízení. Tato metoda je velmi vhodná pro podříznutí a vnitřní textury s tenčími stěnami. Dokončení je hrubé, ale čáry vrstev nejsou stále příliš viditelné.

Mezi zdravotnická zařízení vyráběná v rámci SLS 3D tisku patří nylon 11 a 12 a TPU kvůli jejich pružnosti a odolnosti proti nárazu.

1.2 Pryskyřičný 3D tisk

Pryskyřičný 3D tisk, známý také jako SLA 3D tisk, dokáže vyrobit nejpřesnější díly s vysokou přesností a rozlišením. Povrch vytvořený pryskyřičným 3D tiskem je nejhladší ve srovnání s ostatními typy 3D tisku.

Proto je pryskyřičný 3D tisk vysoce úspěšný pro většinu lékařských zařízení, protože zde není prostor pro lékařskou nedbalost ohledně přesnosti a dokonalosti.

Lékařská zařízení, která vyžadují přísnou toleranci a hladké povrchy, se obvykle vyrábějí pomocí 3D tisku. Je to ideální postup pro výrobu funkčních dílů, které lze po tisku vyleštit.

Orientace chemické vazby mezi vrstvami vyrobených dílů je vysoce konzistentní; proto je síla těchto zařízení také chvályhodná. Proto se lékařské přípravky a funkční prototypy používané v medicíně obvykle vyrábějí z pryskyřice.

Lékařské a dentální pryskyřice se obvykle používají pro lékařská zařízení, protože se jedná o biokompatibilní pryskyřice a produkují více dentálních a lékařských zařízení. Běžně vyráběné lékařské přístroje jsou zubní protézy, chirurgická vodítka a protetika.

1.3 Kovový 3D tisk

Kovový 3D tisk je také jednou z běžných forem 3D tisku, který je založen na různých metodách. Kovové FDM tiskárny jsou tradiční tiskárny, které k tisku používají kovové tyče.

Na druhou stranu, SLM a DMLS jsou také dva druhy 3D tiskáren, které jsou stejné jako SLS, ale používají kovové síly, které se spojují vrstvu po vrstvě, aby vytvořily požadovaný lékařský prototyp.

Kovový 3D tisk

3D tiskárny SLS a DMLS dokážou vytvářet vysoce přesné, pevnostně orientované a dokonce vhodné pro složité lékařské díly. Proto jsou velmi vhodné pro lékařské aplikace.

Používané kovové prášky jsou titan, hliník, nerezová ocel a nástrojová ocel kvůli jejich trvanlivosti, odolnosti proti poškrábání a dalším odporovým vlastnostem.

1.4 Barevný 3D tisk

S ohledem na barevný 3D tisk lze vyrábět vícebarevné díly. Tento druh tisku se provádí pomocí barevných tryskových tiskáren a předmět se vyrábí vrstvu po vrstvě tiskem.

lékařský 3D tisk

Více lékařských zařízení, která jsou barevná, je také podrobena tomuto druhu tisku jako aditivnímu výrobnímu procesu; je velmi ekonomický a pomáhá snižovat množství odpadu.

2. Výhody 3D tisku

Existuje několik výhod 3D tisku pro každou aplikaci a také v lékařském průmyslu se techniky 3D tisku ukázaly jako velmi užitečné a některé z běžných výhod jsou následující:

Flexibilita v designu

3D tisk je jednou z nejflexibilnějších tiskových technik ve srovnání s tradičními metodami. 3D tisk vede k vytváření flexibilních návrhů s více materiálovými možnostmi. V medicíně existují různé druhy zdravotnických prostředků, z nichž každý má své vlastní požadavky, a vzhledem k všestrannosti této metody je výroba těchto zdravotnických prostředků jednodušší.

Výhody 3D tisku

3D tisk je proces, který lze provést během několika hodin, takže pokud je potřeba jakýkoli zdravotnický prostředek, může být díl okamžitě vyroben. Obrábění stále trvá a je drahé, zatímco 3D tisk je jednou z nejrychlejších metod.

Pomáhá předcházet nadměrnému zásobování

3D tisk pracuje metodou tisku na zakázku, to znamená, že není třeba hromadit zásoby zdravotnických prostředků, a naopak si je můžete nechat vyrobit během chvilky. Tím, že budete mít méně nadměrných zásob, lze ušetřit spoustu místa.

Pevně ​​orientované a lehké díly

3D tisk je známý výrobou vysoce kvalitních dílů používaných v různých aplikacích. Je velmi vhodný pro oblast medicíny, protože může pomoci při výrobě většiny zdravotnických prostředků, které potřebují dostatečnou pevnost a přitom mají nízkou hmotnost.

3.Povrchová úprava 3D tištěných dílů

3D tištěné díly po výrobě také potřebují dodatečnou povrchovou úpravu pro hladší povrch v závislosti na rozvržení objektu a druhu materiálu, který je pro jeho výrobu použit. Existují různé způsoby, jakými lze povrchovou úpravu těchto dílů provést, a některé z nich jsou následující:

Broušení

Broušení je velmi oblíbená metoda, pomocí které lze dokončit 3D tištěné díly. Je to jeden ze základních procesů, při kterém se brusný papír otírá o předmět v oblasti, kde je povrch drsný. Pokud má předmět nějaké nedokonalosti a ostré rohy, mohly by být vyhlazeny.

Technika broušení je velmi nákladově efektivní a vhodná pro většinu materiálů a existuje několik velikostí, ve kterých se brusný papír dodává a lze je vybrat podle velikosti předmětu.

obrábění

3D tisk lze dále vybavit CNC obráběním. Jakmile je objekt vyroben pomocí 3D tisku, může být dokončen pomocí CNC obrábění. Pro dosažení jemného povrchu bylo možné provést opracování a broušení předmětu.

Tato metoda povrchové úpravy je ideálně vhodná pro předměty, které vyžadují přísnou toleranci a mohou se dostat do hlubokých a těžko dostupných oblastí pro dokončovací účely.

Povrchová úprava 3D tištěných dílů

Tryskání korálků

Jednou z oblíbených metod povrchové úpravy je 3D tisk. Tento proces zahrnuje použití plastových nebo skleněných kuliček a když narazí na drsný povrch, vyhladí ho a vyrovnají všechny nedokonalosti.

Ve srovnání s broušením je tryskání perličkou rychlou metodou a pomáhá tak vyhladit nepřístupná místa.

Pokovování

Pokovování zahrnuje nanesení tenkého kovového povlaku na povrch předmětu vyrobeného pomocí 3D tisku pomocí elektrického obvodu.

Volba této metody povrchové úpravy má několik výhod. Pomáhá zlepšit materiálové vlastnosti předmětu, protože plastové části jsou náchylné k rozbití, a když jsou vhodně pokoveny, lze zlepšit jejich životnost a odolnost proti opotřebení.

Malba

Malování je další velmi přímočarý proces, který pomáhá zlepšit vzhled objektů během okamžiku. Pomáhá vyhladit povrch a vyplnit mezery a do jisté míry i napomáhá procesu utěsňování předmětu.

4. Trh pro 3D tisk ve zdravotnictví

Trh s 3D tiskem ve zdravotnictví neustále roste. Pokrok v technologii vedl lékařský sektor k investicím do výzkumu a vývoje. S rostoucím počtem pacientů rostou i biomedicínské aplikace, které pohánějí růst trhu s 3D tiskem.

V roce 2020 bude ocenění velikost trhu 3D tisku ve zdravotnictví sektor činil 1036.58 milionů $. Očekává se však, že v roce 5,846.74 dosáhne 2030 20.10 USD, což povede k nárůstu CAGR o 2021 procenta od roku 2030 do roku XNUMX.

3D tisk ve zdravotnictví

5.Materiály pro 3D tisk Lékařské prototypování?

Při 3D tisku se používají různé materiály, pokud jde o lékařské prototypování, a některé z těchto materiálů jsou popsány níže:

Kyselina polymléčná

PLA je forma plastu velmi oblíbená u FDM 3D tisku. Je cenově dostupný a velmi snadno se s ním pracuje, pokud jde o tisk a nabízí biologickou rozložitelnost. Pomocí PLA a 3D tiskáren byly během COVID-19 dokonce vytvořeny funkční ventilátory, které pomáhají léčit pacienty zdravotníky a inženýry. Používá se také v mnoha ortopedických zařízeních, jako jsou dlahy, fixační kolíky, šrouby a kostní lešení.

Akrylonitril-butadien-styren (ABS)

ABS je také forma plastu používaná při 3D tisku a je to velmi lehký a pevný materiál, který lze roztavit v kapalné formě a po ochlazení se ukáže jako pevný. Používá se v lékařském sektoru pro výrobu modelů používaných v operacích, protézách a ortopedických korzetech.

Polyetheretherketon

PEEK je vysoce výkonný termostat, který nabízí odolnost proti chemikáliím a má bezproblémové mechanické vlastnosti. V mnoha případech se používá místo kovů a má mnoho lékařských aplikací, které se skládají z implantátů a přizpůsobených lékařských zařízení.

Titan

Titan je běžně používaný druh kovu ve 3D tisku, a pokud jde o lékařský sektor, používá se k výrobě chirurgických nástrojů a kloubních náhrad. Mnoho implantátů, jako je kyčel, koleno a páteř, je vyrobeno s použitím titanu ve 3D tisku kvůli jejich vynikajícím mechanickým vlastnostem a biokompatibilitě.

Polyethylenglykol

PEG je forma plastu používaná při 3D tisku a má biochemické vlastnosti, díky kterým je vhodná pro lékařský sektor. Používá se pro vytváření chrupavek, kostí a cévních tkání pomocí 3D tisku.

6.Jak funguje 3D tisk v lékařském prototypování?

3D tisk funguje různými způsoby pro vývoj různých lékařských zařízení, pokud jde o lékařské prototypování, a některé z nich jsou popsány níže:

6.1 Vlastní implantáty pro 3D tisk

Tisk vlastních implantátů bude zahrnovat metodu, která se používá pro proces 3D tisku, a zahrnuje následující kroky:

6.2 3D tisk pro prototypování lékařských zařízení

3D tisk pro prototypování lékařských zařízení zahrnuje níže uvedené fáze:

6.3 3D tisk pro vlastní zařízení a protetiku

Aby bylo možné provést 3D tisk pro vlastní zařízení a protetiku, postupujte podle níže uvedených kroků:

  • Nejprve se získají 3D skeny, aby bylo možné porozumět anatomii a požadavkům zařízení a protetiky a posoudit měření.

  • Po získání dat jsou tyto protetiky navrženy na zakázku.

  • Jakmile je návrh připraven, jsou použity biokompatibilní materiály a 3D tisk pro tato zařízení se provádí vrstvu po vrstvě.

  • Vyrobená zařízení jsou následně testována a v případě potřeby jsou prováděny změny, aby byla zajištěna dokonalost jejich funkce a lícování.

7.Jak získat služby 3D tisku?

Jak jste si prošli výše uvedeným článkem, musíte si být nyní dobře vědomi všeho, co se týká 3D tisku v lékařské oblasti a příslušných materiálů používaných k výrobě.

Služby 3D tisku pro výrobu zdravotnických prostředků jsou vysoce specializované. Účinnost a kvalita zdravotnických prostředků nemá prostor pro nedbalost. Při výběru správného poskytovatele služeb by proto měl být vaším cílem AN-Prototype.

Jsme na AN-Prototyp vždy našim klientům poskytujeme rychlé dodací lhůty, vysoce kvalitní produkty a dostupné náklady. Kontaktujte nás proto ještě dnes pro vaši cenovou nabídku.

Nejoblíbenější

Související příspěvky

rychlé obrábění

Dokonalý průvodce rychlým obráběním

V dnešním rychle se měnícím výrobním prostředí se rychlé obrábění stalo rychlým nástrojem pro přizpůsobené produkty. Tento článek se zabývá světem rychlého obrábění, jeho různými typy, výhodami, omezeními a aplikacemi a také podrobným pohledem na to, jak se rychlé obrábění liší od tradičního obrábění a jak je rychlé obrábění jedinečně umístěno ve srovnání s rychlým prototypováním.

Chladič CNC obrábění

Dokonalý průvodce chladičem CNC obrábění

Ve strojních zařízeních a obvodech jsou chladiče nejvíce zanedbávanými součástmi. To však není případ při navrhování hardwaru, protože chladiče hrají velmi důležitou roli. Téměř všechny technologie včetně procesorů, diod a tranzistorů generují teplo, které může snížit tepelný výkon a provoz je neefektivní. Chcete-li překonat problém rozptylu tepla, různé

Titan vs nerezová ocel

Konečný průvodce titanem vs nerezovou ocelí

Dnešní trh CNC obrábění je rozmanitý. Při zpracování materiálů však stále musíme zvážit problém času, nákladů a použití. Titan a nerezová ocel jsou u nás běžně používané materiály, při zpracování takových materiálů je třeba zvážit také jeho pevnost, hmotnost, zda má odolnost proti korozi, tepelnou odolnost a zda je vhodný

Měď vs mosaz Jaký je rozdíl

Měď vs mosaz Jaký je rozdíl

V metalovém světě měď nebo „červený kov“. Červená měď a mosaz se často zaměňují. Ačkoli jsou obě všestranné slitiny mědi, jsou to elementární kovy kvůli své jedinečnosti, která ovlivní výkon, životnost a dokonce i vzhled. Měď a mosaz jsou dva velmi odlišné kovy, které mají podobnosti i významné rozdíly. Výběr správného

Titan vs hliník

Konečný průvodce titanem versus hliníkem

Každé odvětví na dnešním trhu musí zvážit materiál pro výrobu dílů, první věc, která vás napadne, jsou tři charakteristiky: cena materiálu, cena, síla a hmotnost. Hliník i titan mají další důležité vlastnosti, jako je vynikající odolnost proti korozi a teplu, a mohou

vakuové lití

Nejlepší průvodce vakuovým litím

Vakuové lití je proces používaný k výrobě vysoce kvalitních plastových dílů, které jsou srovnatelné se vstřikovanými díly. Technologie vakuového lití se vyvíjela více než půl století a jedná se o technologii zpracování s vysokou nákladovou výkonností a velmi nízkými náklady a časovou náročností u maloobjemových výrobních dílů. An-Prototype má více než

  • + 86 19166203281
  • sales@an-prototype.com
  • + 86 13686890013
  • VÝŠKA