A impressão 3D oferece múltiplas soluções para o desenvolvimento de dispositivos médicos à medida que o campo evolui com o tempo. A impressão 3D ajudou o setor de saúde a trazer ferramentas e dispositivos médicos importantes para o mercado a um custo e tempo relativamente menores.
Neste guia abaixo, você aprenderá como a impressão 3D ajudou a evoluir a indústria médica e como ela se mostra útil em prototipagem médica. Então, vamos ler abaixo.
impressao 3D, também conhecida como manufatura aditiva, ajuda a fabricar um objeto sólido com 3 dimensões. Neste processo, camadas do material são depositadas uma após a outra para criar um objeto. Observa-se que essas camadas têm uma seção transversal finamente cortada do objeto fabricado.
A impressão 3D é o processo oposto de fabricação subtrativa em que o material é cortado. Em vez disso, na impressão 3D, nenhum corte e moagem ocorrer; em vez disso, o material é adicionado camada após camada para atingir o objeto desejado.
A impressão 3D permite a criação de formas com texturas complexas e, em comparação com outros métodos, é mais adequada porque utiliza menos material.
1.1 Impressão 3D de plástico
A impressão 3D de plástico é um dos tipos de métodos mais comuns usados na fabricação de objetos impressos em 3D. Essa técnica auxilia na fabricação de produtos da área médica simples e de baixo custo. Essas peças também podem ser usinadas, mas ainda assim é preferível que sejam fabricadas por impressão 3D.
Os diferentes tipos de plásticos utilizados na impressão 3D de plástico incluem ABS, PLA, nylon, TPU, PETG, HIPS, PVA, etc. Alguns são flexíveis, alguns resistem ao desgaste e alguns são à prova d’água.
A impressão 3D de plástico oferece menos precisão ao nível do consumidor. Contudo, dispositivos médicos básicos podem ser fabricados através deste processo com designs simples.
Além disso, dispositivos médicos sujeitos a cargas mais pesadas geralmente não optam por serem fabricados com esta técnica de impressão 3D porque os vazios entre as camadas de plástico são bastante comuns neles.
No entanto, o SLS também é um processo de impressão 3D onde dispositivos geométricos complexos podem ser fabricados a partir de plásticos. Este método é altamente adequado para cortes inferiores e texturas interiores com paredes mais finas. O acabamento é áspero, mas as linhas da camada ainda não são muito visíveis.
Os dispositivos médicos fabricados sob impressão 3D SLS incluem nylon 11 e 12 e TPU devido à sua flexibilidade e resistência ao impacto.
1.2 Impressão 3D em resina
A impressão 3D em resina, também conhecida como impressão 3D SLA, pode produzir as peças mais precisas com alta precisão e resolução. A superfície criada pela impressão 3D em resina é a mais lisa em comparação com outros tipos de impressão 3D.
Conseqüentemente, a impressão 3D em resina é altamente bem-sucedida para a maioria dos dispositivos médicos porque não há espaço para negligência médica em relação à precisão e perfeição.
Dispositivos médicos que precisam de tolerância rígida e superfícies lisas geralmente são feitos com impressão 3D. É um processo ideal para a fabricação de peças funcionais, que podem ser polidas após a impressão.
A orientação da ligação química entre as camadas das peças produzidas é altamente consistente; portanto, a força desses dispositivos também é louvável. Portanto, acessórios médicos e protótipos funcionais utilizados na medicina geralmente são fabricados em resina.
As resinas médicas e odontológicas são normalmente usadas para dispositivos médicos, pois são resinas biocompatíveis e produzem vários aparelhos odontológicos e médicos. Os aparelhos médicos comumente fabricados são dentaduras, guias cirúrgicas e próteses.
1.3 Impressão 3D de metal
A impressão 3D de metal também é uma das formas comuns de impressão 3D, que se baseia em diferentes métodos. As impressoras metálicas FDM são impressoras tradicionais que utilizam hastes metálicas para realizar a impressão.
Por outro lado, o SLM e o DMLS também são dois tipos de impressoras 3D iguais ao SLS, mas usam poderes metálicos que são fundidos camada por camada para criar o protótipo médico necessário.
As impressoras 3D SLS e DMLS podem criar peças médicas altamente precisas, orientadas para a resistência e até mesmo adequadas para peças médicas complexas. Portanto, estes são altamente adequados para aplicações médicas.
Os pós metálicos usados são titânio, alumínio, aço inoxidável e aço para ferramentas devido à sua durabilidade, resistência a arranhões e outras propriedades resistivas.
1.4 Impressão 3D colorida
Considerando a impressão 3D colorida, peças multicoloridas podem ser fabricadas. Esse tipo de impressão é realizada em impressoras colorjet, e o objeto é fabricado camada por camada por meio de impressão.
Vários dispositivos médicos coloridos também são submetidos a esse tipo de impressão como um processo de fabricação aditiva; é muito econômico e ajuda a reduzir o desperdício.
2.Vantagens da impressão 3D
Existem múltiplas vantagens da impressão 3D para cada aplicação e, também na indústria médica, as técnicas de impressão 3D provam ser altamente úteis, e algumas das vantagens comuns são as seguintes:
Flexibilidade no Design
A impressão 3D é uma das técnicas de impressão mais flexíveis em comparação com os métodos tradicionais. A impressão 3D leva à criação de designs flexíveis com múltiplas opções de materiais. Na medicina, existem diferentes tipos de dispositivos médicos, cada um com suas necessidades, e devido à versatilidade desse método, a fabricação desses dispositivos médicos é mais fácil.
A impressão 3D é um processo que pode ser realizado em poucas horas, portanto, se for necessário algum dispositivo médico, a peça poderá ser fabricada imediatamente. A usinagem ainda leva tempo e é cara, enquanto a impressão 3D é um dos métodos mais rápidos.
Ajuda a evitar excesso de estoque
A impressão 3D funciona com o método de impressão sob demanda, o que significa que não há necessidade de empilhar o estoque de dispositivos médicos, mas sim, você pode mandá-los fabricar em pouco tempo. Ao ter menos estoque excessivo, muito espaço pode ser economizado.
Peças Leves e Orientadas para Força
A impressão 3D é conhecida por produzir peças de alta qualidade utilizadas em diversas aplicações. É altamente adequado para o campo da medicina porque pode ajudar a fabricar a maioria dos dispositivos médicos que precisam de resistência suficiente, mas são leves.
3. Tratamento de superfície de peças impressas em 3D
As peças impressas em 3D após a fabricação também precisam de um tratamento de superfície adicional para uma superfície mais lisa, dependendo do layout do objeto e do tipo de material utilizado para sua fabricação. Existem diferentes formas de realizar o tratamento superficial dessas peças, e algumas delas são as seguintes:
Lixamento
Lixar é um método muito popular através do qual as peças impressas em 3D podem ser acabadas. É um dos processos básicos em que a lixa é esfregada contra o objeto em uma área onde a superfície é áspera. Se o objeto tiver alguma imperfeição e cantos vivos, eles poderão ser suavizados.
A técnica de lixamento é muito econômica e adequada para a maioria dos materiais, sendo que existem vários tamanhos em que a lixa vem e pode ser escolhida de acordo com o tamanho do objeto.
Usinagem
A impressão 3D pode ainda ser equipada com usinagem CNC. Uma vez fabricado por impressão 3D, o objeto pode ser finalizado por usinagem CNC. Para obter um acabamento superficial fino, pode-se realizar usinagem e retificação do objeto.
Este método de tratamento de superfície é ideal para objetos que necessitam de tolerância restrita e podem atingir áreas profundas e de difícil acesso para fins de acabamento.
Jateamento
Um dos métodos populares de acabamento de superfície é a impressão 3D. Esse processo envolve o uso de contas de plástico ou vidro e, ao atingirem a superfície áspera, suavizam-na e eliminam todas as imperfeições.
Comparado ao lixamento, o jateamento é um método rápido e, portanto, ajuda a alisar áreas inacessíveis.
Galvanização
O chapeamento envolve a aplicação de uma fina camada de metal na superfície do objeto fabricado por meio de impressão 3D por meio de um circuito elétrico.
Existem vários benefícios em optar por este método de tratamento de superfície. Ajuda a melhorar as propriedades do material do objeto, pois as peças plásticas são suscetíveis a quebras e, quando revestidas adequadamente, sua durabilidade e resistência ao desgaste podem ser melhoradas.
Pintura
A pintura é outro processo muito simples que ajuda a melhorar a aparência dos objetos rapidamente. Ajuda a alisar a superfície e preencher lacunas e, até certo ponto, auxilia até no processo de vedação do objeto.
4.O mercado de impressão 3D na área da saúde
O mercado de impressão 3D no setor da saúde está em constante crescimento. Os avanços tecnológicos levaram o setor médico a investir em pesquisa e desenvolvimento. À medida que o número de pacientes aumenta, também aumentam as aplicações biomédicas que impulsionam o crescimento do mercado de impressão 3D.
No ano de 2020, a valorização de o tamanho do mercado de impressão 3D na área da saúde setor foi de US$ 1036.58 milhões. No entanto, espera-se que atinja US$ 5,846.74 no ano de 2030, levando a um aumento no CAGR de 20.10 por cento de 2021 a 2030.
5.Materiais para prototipagem médica de impressão 3D?
Diferentes materiais são usados na impressão 3D quando se trata de prototipagem médica, e alguns desses materiais são discutidos abaixo:
Ácido Polilático
PLA é uma forma de plástico muito popular na impressão 3D FDM. É acessível e muito fácil de trabalhar na hora de imprimir e oferece biodegradabilidade. Usando impressoras PLA e 3D, ventiladores funcionais foram criados durante a COVID-19 para ajudar a tratar pacientes por profissionais médicos e engenheiros. Também é usado em muitos dispositivos ortopédicos, como placas, pinos de fixação, parafusos e suportes ósseos.
Acrilonitrila butadieno estireno (ABS)
O ABS também é uma forma de plástico usada na impressão 3D e é um material muito leve e forte que pode ser derretido na forma líquida e depois se tornar sólido quando resfriado. É utilizado no setor médico para a fabricação de modelos utilizados em cirurgias, próteses e espartilhos ortopédicos.
Poliéterétercetona
PEEK é um termostato de alto desempenho que oferece resistência contra produtos químicos e possui propriedades mecânicas contínuas. É usado no lugar de metais em muitos casos e tem muitas aplicações médicas que consistem em implantes e dispositivos médicos customizados.
Titânio
O titânio é um tipo de metal comumente utilizado na impressão 3D e, quando se trata do setor médico, é utilizado na fabricação de instrumentos cirúrgicos e substituições de articulações. Muitos implantes como quadril, joelho e coluna são fabricados com titânio na impressão 3D devido às suas excelentes propriedades mecânicas e biocompatibilidade.
Polietileno glicol
O PEG é uma forma de plástico utilizada na impressão 3D e possui características bioquímicas que o tornam adequado para o setor médico. É usado para criar tecidos cartilaginosos, ósseos e vasculares usando impressão 3D.
6.Como funciona a impressão 3D na Prototipagem Médica?
A impressão 3D funciona de diferentes maneiras para o desenvolvimento de diversos dispositivos médicos quando se trata de prototipagem médica, e alguns deles são discutidos abaixo:
6.1 Impressão 3D de implantes personalizados
A impressão de implantes personalizados compreenderá um método que é seguido para o processo de impressão 3D e compreende as seguintes etapas:
- Através de uma tomografia computadorizada ou qualquer outro método de imagem e modelagem, o modelo 3D do local do implante é criado para que o implante possa ser projetado adequadamente.
- O médico projeta o implante digitalmente com base na personalização dependendo da anatomia do paciente que se adapta a ele.
- Normalmente, optam-se por materiais biocompatíveis na hora de imprimir um implante customizado; para isso, o material escolhido é introduzido na impressora.
- A impressora imprime o objeto camada por camada e, depois que o implante estiver pronto, ele poderá passar por outro processo que ajuda a melhorar suas propriedades e, em seguida, serão realizadas verificações de qualidade.
- Uma vez finalizado o implante, ocorre a esterilização e ele é implantado cirurgicamente no paciente.
6.2 Impressão 3D para prototipagem de dispositivos médicos
A impressão 3D para prototipagem de dispositivos médicos compreende as etapas abaixo:
- Os conceitos foram criados inicialmente usando software CAD para dispositivos médicos.
- Depois de prontos os conceitos e designs, é realizada a impressão 3D, que tende a criar protótipos físicos.
- O protótipo do dispositivo médico passa então pelo processo de teste no qual a segurança, a ergonomia e a funcionalidade do dispositivo são testadas.
6.3 Impressão 3D para dispositivos e próteses personalizados
Para realizar a impressão 3D de dispositivos e próteses customizados, são seguidos os passos abaixo:
As varreduras 3D são obtidas primeiro para que a anatomia e os requisitos dos dispositivos e próteses possam ser compreendidos e as medições possam ser avaliadas.
Após a obtenção dos dados, essas próteses são personalizadas.
Uma vez pronto o design, são utilizados os materiais biocompatíveis e a impressão 3D desses dispositivos é realizada camada por camada.
Os dispositivos fabricados são então submetidos a testes e, se necessário, são feitas alterações para garantir a perfeição de seu funcionamento e ajuste.
7.Como obter serviços de impressão 3D?
Ao ler o artigo acima, agora você deve estar bem ciente de tudo relacionado à impressão 3D na área médica e aos materiais relevantes utilizados para a fabricação.
Os serviços de impressão 3D para fabricação de dispositivos médicos são altamente especializados. A eficiência e a qualidade dos dispositivos médicos não podem ser negligenciadas. Portanto, ao escolher o provedor de serviços certo, o AN-Prototype deve ser o seu local preferido.
A AN-Protótipo sempre oferecemos aos nossos clientes prazos de entrega rápidos, produtos de alta qualidade e custos acessíveis. Então, entre em contato conosco hoje mesmo para fazer seu orçamento.
