A 3D nyomtatás többféle megoldást kínál az orvosi eszközök fejlesztésére, mivel a terület az idő múlásával fejlődik. A 3D nyomtatás segítette az egészségügyi ipart, hogy fontos orvosi eszközöket és eszközöket vigyen piacra viszonylag kevesebb költséggel és idővel.
Az alábbi útmutatóból megtudhatja, hogyan segítette a 3D nyomtatás az orvosi ipart, és hogyan bizonyul hasznosnak orvosi prototípus készítés. Szóval, olvassuk alább.
3D nyomtatás, additív gyártásként is ismert, 3 dimenziós szilárd tárgy előállítását segíti elő. Ebben a folyamatban az anyag rétegeit egymás után rakják le egy objektum létrehozásához. Megfigyelhető, hogy ezek a rétegek a legyártott tárgy finomra vágott keresztmetszetével rendelkeznek.
A 3D nyomtatás a kivonó gyártás ellentétes folyamata, amelyben az anyagot vágják. Ehelyett a 3D nyomtatásban nincs vágás és marás előfordul; inkább rétegről rétegre adják hozzá az anyagot a kívánt cél elérése érdekében.
A 3D nyomtatás bonyolult textúrájú formák létrehozását teszi lehetővé, más módszerekhez képest pedig alkalmasabb, mert kevesebb anyagot használ fel.
1.1 Műanyag 3D nyomtatás
A műanyag 3D nyomtatás az egyik nagyon elterjedt módszer a 3D nyomtatott objektumok gyártásában. Ez a technika elősegíti az egyszerű és olcsó termékek előállítását az orvostudomány területén. Az ilyen alkatrészek megmunkálhatók is, de mégis előnyösebb 3D nyomtatással gyártani őket.
A műanyag 3D nyomtatásban használt különféle műanyagok közé tartozik az ABS, PLA, nylon, TPU, PETG, HIPS, PVA stb. Minden műanyagtípusnak megvan a maga minősége és jellemzői. Néhány rugalmas, néhány ellenáll a kopásnak, és néhány vízálló.
A műanyag 3D-nyomtatás fogyasztói szinten kisebb pontosságot kínál. Ezzel az eljárással azonban alapvető orvosi eszközök is előállíthatók egyszerű kialakítással.
Ezenkívül a nagyobb terhelésnek kitett orvosi eszközöket általában nem választják e 3D nyomtatási technikával történő gyártásra, mivel a műanyagrétegek közötti üregek meglehetősen gyakoriak bennük.
Az SLS azonban a 3D nyomtatás folyamata is, ahol bonyolult geometriai eszközöket lehet műanyagból gyártani. Ez a módszer kiválóan alkalmas alávágásokhoz és vékonyabb falú belső textúrákhoz. A kidolgozás durva, de a rétegvonalak még mindig nem nagyon látszanak.
Az SLS 3D nyomtatással gyártott orvosi eszközök közé tartozik a nylon 11 és 12, valamint a TPU rugalmasságuk és ütésállóságuk miatt.
1.2 Gyanta 3D nyomtatás
A gyanta 3D nyomtatás, más néven SLA 3D nyomtatás, a legpontosabb alkatrészeket tudja előállítani nagy pontossággal és felbontással. A gyanta 3D nyomtatás által létrehozott felület a legsimább a többi 3D nyomtatási típushoz képest.
Ezért a gyanta 3D nyomtatás rendkívül sikeres a legtöbb orvosi eszköz esetében, mivel nincs helye az orvosi hanyagságnak a pontosság és a tökéletesség tekintetében.
A szűk tűrést és sima felületet igénylő orvosi eszközöket általában 3D nyomtatással készítik. Ideális eljárás a funkcionális alkatrészek gyártásához, amelyek nyomtatás után polírozhatók.
Az előállított alkatrészek rétegei közötti kémiai kötés orientációja nagyon egységes; ezért ezeknek az eszközöknek az erőssége is dicséretes. Ezért az orvostudományban használt orvosi berendezéseket és funkcionális prototípusokat általában gyantából gyártják.
Az orvosi és fogászati gyantákat általában orvosi eszközökhöz használják, mivel ezek biológiailag kompatibilis gyanták, és többféle fogászati és orvosi készüléket állítanak elő. A leggyakrabban gyártott orvosi eszközök a műfogsor, a sebészeti útmutatók és a protézisek.
1.3 Fém 3D nyomtatás
A fém 3D nyomtatás is a 3D nyomtatás egyik elterjedt formája, amely különböző módszereken alapul. A fém FDM nyomtatók hagyományos nyomtatók, amelyek fém rudakat használnak a nyomtatáshoz.
Másrészt az SLM és a DMLS is kétféle 3D nyomtató, amelyek megegyeznek az SLS-sel, de fémerőket használnak, amelyeket rétegről rétegre olvasztnak össze a szükséges orvosi prototípus létrehozásához.
Az SLS és DMLS 3D nyomtatók rendkívül pontos, erősségorientált és akár összetett orvosi alkatrészekhez is alkalmasak. Ezért ezek kiválóan alkalmasak orvosi alkalmazásokra.
Fémporként titánt, alumíniumot, rozsdamentes acélt és szerszámacélt használnak tartósságuk, karcállóságuk és egyéb ellenálló tulajdonságaik miatt.
1.4 Színes 3D nyomtatás
A színes 3D nyomtatást figyelembe véve többszínű alkatrészek is gyárthatók. Ez a fajta nyomtatás colorjet nyomtatókon keresztül történik, és az objektum rétegről rétegre nyomtatással készül.
Több színes orvostechnikai eszköz is alá van vetve ilyen jellegű nyomtatásnak, mint additív gyártási folyamat; nagyon gazdaságos és segít csökkenteni a hulladékot.
2. A 3D nyomtatás előnyei
A 3D nyomtatásnak számos előnye van minden alkalmazáshoz, és az orvosi iparban is a 3D nyomtatási technikák rendkívül hasznosnak bizonyulnak, és néhány közös előny a következő:
Rugalmasság a tervezésben
A 3D nyomtatás az egyik legrugalmasabb nyomtatási technika a hagyományos módszerekhez képest. A 3D nyomtatás rugalmas tervek létrehozásához vezet többféle anyaglehetőség mellett. Az orvostudományban különböző típusú orvostechnikai eszközök léteznek, mindegyiknek megvannak a maga követelményei, és ennek a módszernek a sokoldalúsága miatt ezeknek az orvosi eszközöknek a gyártása egyszerűbb.
A 3D nyomtatás órákon belül végrehajtható folyamat, így ha bármilyen orvosi eszközre van szükség, az alkatrész azonnal legyártható. A megmunkálás még mindig időt vesz igénybe és drága, míg a 3D nyomtatás az egyik leggyorsabb módszer.
Segít elkerülni a túlhalmozódást
A 3D nyomtatás igény szerinti nyomtatás módszerrel működik, ez azt jelenti, hogy nem kell felhalmozni az orvosi eszközök készletét, hanem rövid időn belül legyártathatja. Kevesebb túlzott készlettel sok hely takarítható meg.
Erőorientált és könnyű alkatrészek
A 3D nyomtatásról ismert, hogy kiváló minőségű alkatrészeket állít elő, amelyeket különböző alkalmazásokban használnak. Kiválóan alkalmas az orvostudomány területére, mert segíthet a legtöbb olyan orvosi eszköz előállításában, amelyek kellő szilárdságot igényelnek, mégis könnyűek.
3D nyomtatott alkatrészek felületkezelése
A 3D nyomtatott alkatrészek gyártás után további felületkezelést is igényelnek a simább felület érdekében, attól függően, hogy az objektum milyen elrendezést és milyen anyagból készül a gyártáshoz. Ezeknek az alkatrészeknek a felületkezelését különböző módokon lehet elvégezni, ezek közül néhány a következő:
csiszolás
A csiszolás egy nagyon népszerű módszer, amellyel a 3D-nyomtatott részek befejezhetők. Ez az egyik alapvető folyamat, amelyben csiszolópapírt dörzsölnek a tárgyhoz olyan területen, ahol a felület érdes. Ha az objektumnak tökéletlenségei és éles sarkai vannak, azokat ki lehet simítani.
A csiszolási technika nagyon költséghatékony és a legtöbb anyaghoz alkalmas, és többféle méretben is kapható a csiszolópapír, és az objektum méretének megfelelően választható.
megmunkálás
A 3D nyomtatás CNC megmunkálással is felszerelhető. Miután az objektumot 3D nyomtatással legyártották, CNC megmunkálással lehet befejezni. A finom felületkezelés érdekében a tárgy megmunkálása és csiszolása elvégezhető.
Ez a felületkezelési módszer ideális olyan tárgyakhoz, amelyek szűk tűrést igényelnek, és olyan területeket is elérhetnek, amelyek mélyek és simítási célból nehezen elérhetőek.
Gyöngyszórás
A felületkezelés egyik legnépszerűbb módja a 3D nyomtatás. Ez a folyamat magában foglalja a műanyag vagy üveggyöngyök használatát, és amikor az érdes felülethez ütköznek, kisimítják és elsimítják az összes tökéletlenséget.
A csiszoláshoz képest a szemcseszórás egy gyors módszer, és így segít elsimítani a hozzáférhetetlen területeket.
Galvanizálás
A bevonat egy vékony fémréteg felvitelét jelenti az objektum felületére, amelyet 3D nyomtatással, elektromos áramkör segítségével készítenek.
Ennek a felületkezelési módszernek a választása számos előnnyel jár. Segít javítani a tárgy anyagi tulajdonságait, mivel a műanyag részek hajlamosak a törésre, megfelelő bevonattal pedig javítható a tartósságuk és a kopásállóságuk.
Festmény
A festés egy másik nagyon egyszerű eljárás, amely rövid időn belül javítja a tárgyak megjelenését. Segíti a felület simítását és a hézagok kitöltését, sőt bizonyos mértékig még a tárgy tömítését is segíti.
4. A 3D nyomtatás piaca az egészségügyben
A 3D nyomtatás piaca az egészségügyi szektorban folyamatosan növekszik. A technológia fejlődése arra késztette az orvosi szektort, hogy kutatásba és fejlesztésbe fektessen be. Ahogy a betegállomány növekszik, úgy nőnek az orvosbiológiai alkalmazások is, amelyek a 3D nyomtatás piacának növekedését eredményezik.
2020-ban az értékelés a a 3D nyomtatás piaci mérete az egészségügyben szektor 1036.58 millió dollár volt. 5,846.74-ban azonban várhatóan eléri az 2030 dollárt, ami a CAGR 20.10 százalékos növekedését eredményezi 2021-ről 2030-ra.
5. Anyagok 3D nyomtatáshoz Orvosi prototípuskészítés?
Különböző anyagokat használnak a 3D nyomtatásban, amikor az orvosi prototípuskészítésről van szó, és ezek közül néhányat az alábbiakban tárgyalunk:
Politejsav
A PLA a műanyag egyik formája, amely nagyon népszerű az FDM 3D nyomtatásban. Megfizethető, nagyon könnyű vele dolgozni, ha nyomtatásról van szó, és biológiailag lebontható. PLA és 3D nyomtatók felhasználásával működő lélegeztetőgépeket is létrehoztak a COVID-19 idején, hogy az egészségügyi szakemberek és mérnökök segítsék a betegek kezelését. Számos ortopédiai eszközben is használják, mint például lemezek, rögzítőcsapok, csavarok és csontállványok.
Akrilnitril-butadién-sztirol (ABS)
Az ABS is a 3D nyomtatásban használt műanyag forma, nagyon könnyű és erős anyag, amely folyékony formában megolvasztható, majd lehűtve szilárd anyaggá válik. Az orvosi szektorban használják sebészetekben használt modellek, protézisek és ortopédiai fűzők gyártásához.
Poliéter-éterketon
A PEEK egy nagy teljesítményű termosztát, amely ellenáll a vegyszereknek és zökkenőmentes mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. Sok esetben fémek helyett használják, és számos orvosi alkalmazással rendelkezik, amelyek implantátumokból és testreszabott orvosi eszközökből állnak.
Titán
A titán egy gyakran használt fémfajta a 3D nyomtatásban, és ha az orvosi szektorról van szó, akkor sebészeti eszközök és ízületi pótlások gyártására használják. Számos implantátum, például csípő-, térd- és gerincimplantátum titánból készül 3D nyomtatásban, kiváló mechanikai tulajdonságaik és biokompatibilitásuk miatt.
Polietilén glikol
A PEG a 3D nyomtatásban használt műanyag forma, amelynek biokémiai tulajdonságai alkalmassá teszik az orvosi szektorban. Porc-, csont- és érszövetek létrehozására használják 3D nyomtatással.
6.Hogyan működik a 3D nyomtatás az orvosi prototípuskészítésben?
A 3D nyomtatás különböző módokon működik különféle orvosi eszközök fejlesztésében, ha orvosi prototípuskészítésről van szó, és ezek közül néhányat az alábbiakban tárgyalunk:
6.1 3D nyomtatás Egyedi implantátumok
Az egyedi implantátumok nyomtatása egy olyan módszert tartalmaz, amelyet a 3D nyomtatási folyamat során követnek, és a következő lépésekből áll:
- CT-vizsgálattal vagy bármilyen más kép- és modellezési módszerrel létrejön a beültetés helyének 3D-s modellje, hogy az implantátum ennek megfelelően megtervezhető legyen.
- Az orvos az implantátumot digitálisan tervezi meg a testreszabás alapján, a páciens anatómiájának megfelelően.
- Általában biokompatibilis anyagokat választanak, amikor egyedi implantátum nyomtatásáról van szó; ehhez a kiválasztott anyagot bevezetjük a nyomtatóba.
- A nyomtató rétegről rétegre nyomtatja ki az objektumot, majd az implantátum elkészülte után egy további folyamaton eshet át, ami a tulajdonságait javítja, majd minőségi ellenőrzéseket végeznek.
- Az implantátum véglegesítése után megtörténik a sterilizálás, és műtéti úton beültetik a páciensbe.
6.2 3D nyomtatás orvosi eszközök prototípus-készítéséhez
Az orvostechnikai eszközök prototípusának elkészítéséhez szükséges 3D nyomtatás az alábbi szakaszokból áll:
- A koncepciókat először az orvosi eszközökhöz készült CAD szoftverrel hozták létre.
- A koncepciók és a tervek elkészülte után 3D-s nyomtatásra kerül sor, amely fizikai prototípusokat hoz létre.
- Az orvosi eszköz prototípusa ezután átmegy a tesztelési folyamaton, amelynek során az eszköz biztonságát, ergonómiáját és működését tesztelik.
6.3 3D nyomtatás egyedi eszközökhöz és protézisekhez
Az egyedi eszközök és protézisek 3D nyomtatásának végrehajtásához az alábbi lépéseket kell követni:
Először 3D szkenneléseket készítenek, hogy az eszközök és a protézisek anatómiája és követelményei megérthetők és a mérések értékelhetők legyenek.
Az adatok beszerzése után ezeket a protéziseket egyedileg tervezik.
A terv elkészülte után biokompatibilis anyagokat használnak fel, és ezekre az eszközökre rétegenkénti 3D nyomtatást végeznek.
A legyártott eszközöket ezt követően tesztelik, és szükség esetén változtatásokat hajtanak végre, hogy biztosítsák működésük és illeszkedésük tökéletességét.
7.Hogyan juthat hozzá 3D nyomtatási szolgáltatásokhoz?
Ahogy a fenti cikket végignézte, most már tisztában kell lennie mindennel, ami a 3D nyomtatással kapcsolatos az orvosi területen és a gyártáshoz használt anyagokkal kapcsolatban.
Az orvostechnikai eszközök gyártásához szükséges 3D nyomtatási szolgáltatások rendkívül specializáltak. Az orvostechnikai eszközök hatékonyságát és minőségét nem lehet hanyagolni. Ezért a megfelelő szolgáltató kiválasztásakor az AN-Prototype legyen a legjobb hely.
Mi, a AN-prototípus ügyfeleinknek mindig gyors átfutási időt, kiváló minőségű termékeket és megfizethető költségeket biztosítunk. Tehát vegye fel velünk a kapcsolatot még ma, és kérje el árajánlatát.