Постобработка хирургических титановых протезов после 3D печати
Содержание
Введение
По мере развития аддитивных технологий происходит активный процесс внедрения 3D-печати во все отрасли промышленности и сферы производства. Такой процесс развития не обошел и медицину, в которой для пациентов создают искусственные части тела, например, коленные или бедренные суставы, а также имплантаты.
Такой подход позволяет в значительной степени произвести оптимизацию производственного процесса, убрать сложные многоступенчатые этапы создания изделий, которые требуют большого количества времени и ресурсов. В данном случае 3D-печать имеет несколько преимуществ перед традиционными методами изготовления, одно из которых это возможность подобрать биологически совместимые металлические порошки, использование которых не вызовет отторжение соседствующих клеток и тканей организма.
Более того, технология 3Д-печати позволяет создавать изделия с лучшими механическими характеристиками, чем при использовании традиционных методов, например, таких как литье под давлением. Материал для печати металлом представляет собой порошок в форме сферических гранул, с разной величиной зерна. Варьируя процентное соотношение больших и маленьких зерен в результате можно получить объект с поразительной структурой, улучшенными характеристиками, более прочный и долговечный.
Проблематика
Освоение технологии 3D-печати в медицине не оставляет тот факт, что любое напечатанное изделие должно быть обработано. Существует обширное количество методов постобработки, как механической, так и химической, но в случае с медициной, когда особую роль играть точность, по большому счету каждый из таких методов имеет свои недостатки.
К примеру, если использовать механические методы постобработки – галтовку или пескоструйную обработку, то есть возможность повредить поверхность деталей, оставить микротрещины, или того хуже, частицы абразива в изделии, что ни в коем случае недопустимо для медицинских изделий. Если говорить о химических методах, таких как электролитно-плазменное полирование, то тут стоит проблема контролируемости процесса и скругления кромок, что приводит к невозможности прогнозирования результатов и контроля допусков деталей. Более того, большинство таких процессов производятся вручную, что сказывается негативно на всем производственном процессе, если говорить о крупных объемах и серийности.
У компании, занимающейся изготовлением медицинских протезов и имплантатов есть потребность в постобработке металлических изделий, которая должна будет решать ряд возникших трудностей, а именно:
- Сможет обрабатывать изделия сложной геометрической формы;
- Удалять поддержки;
- Удалять остатки порошка;
- Обрабатывать внутренние каналы;
- Позволит оптимизировать процесс производства.
Решение
Для решения поставленных задач, компании по производству медицинских изделий было предложено осуществить тестовую обработку деталей на оборудовании Hirtisation. Данное оборудование было изготовлено австрийской компании RENA Technologies Austria GmbH, и в сравнении с аналогами на рынке имеет значительный ряд преимуществ.
Процесс Hirtisation применим для всех металлов и сплавов, напечатанных на 3D-принтере. В результате процесса автоматически удаляются поддержки, остатки порошка, обрабатываются внутренние каналы, полностью выравнивается шероховатость поверхности, и сохраняются острые кромки.
Более того, время обработки занимает от получаса до нескольких часов в зависимости от габаритов детали и требований к качеству, и за один цикл можно обработать несколько деталей, которые по окончанию проходят чистку и вакуумную сушку. Так как данный процесс полностью автоматизирован, то для его управления не требуется специального обучения.
Результат
Тестовые изделия из титана прошли постобработку на оборудовании Hirtisation H3000. Результат был ожидаем и прогнозируем, как итог, тестовые детали были обработаны с соблюдением и соответствием всем требованиям. Были удалены поддержки и остатки порошка, сглажена шероховатость поверхности, и обработаны внутренние каналы.
Напечатанная титановая пластина для черепа и коленный сустав (слева), и эти же детали после постобработки Hirtisation (справа).
Заключение
Предложенная технология постобработки Hirtisation соответствовала всем требованиям компании для изготовления медицинских протезов при помощи 3D-печати металлом. Помимо того, что данная постобработка закрыла все проблемные места, которые ранее ограничивали возможности печати, она является автоматизированной, что существенно сокращается затраченное время на производство конечных деталей.
Заказать системы Hiristation можно по этой ссылке
По всем вопросам вас с удовольствием проконсультируют наши специалисты, обратится к ним можно любым удобным способом:
- По электронной почте: [email protected]
- Через чат на сайте
- Телефону: 8 (800) 500-33-91
- Или оставив заявку на любой странице нашего сайта