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EOS推出新技术 加快3D打印弹性泡沫应用研发和生

来源:http://www.savourminto.com 作者:4858美高梅 时间:2019-11-17 04:37

利用Digital Foam定制化生产的3D打印矫形鞋垫,来源:Aetrex

3D打印对康复辅助器具行业的意义可以从两个层面来看。一个是产品层面,3D打印技术在促进康复辅助器具设计创新、提供定制化水平方面起到了重要作用,如实现功能集成化、轻量化。另一个意义是产业层面,作为一种数字化制造技术,3D打印技术将促进部分康复器具的数字化制造转型升级,改变传统以手工制作的方式,提升康复服务的质量。

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2019年3月29日,美国3D打印平台Shapeways与德国工业3D打印专家EOS达成合作,为设计师和企业提供并提供矫形器和假体。 为了扩大其在O&P的市场,Shapeways现在向其客户提供PA11,这是一种来自蓖麻油的生物降解尼龙材料。医疗市场需要经济实惠的材料来制造牙箍和假肢等部件。PA11的推出将为Shapeways与医疗从业者合作打开大门,将3D打印技术应用于定制医疗。

弹性泡沫领域近80年几乎没有太大的创新举措,3D打印技术的出现使得该行业重新焕发生机,可以生产出更舒适、更安全、更轻便且可以个性化定制的产品。EOS North America (EOS) 及其增材思维 (Additive Minds)应用工程团队精心推出Digital Foam™计划,降低了将 3D 打印弹性泡沫推向市场的难度,且实现了将CAD、材料、零部件验证和增材制造等诸多环节的有机融合。

其次,由于康复辅具是患者长期佩戴的,所以就要求生产出来的辅具尽可能轻便。原材料要求耐湿、轻便柔软等属性,以保证患者的佩戴舒适。同时材料应具有良好的生物性能和足够的力学强度,所以要求材料必须能够液化、丝化、粉末化,经打印后可以重新结合。对于金属粉末而言,材料的粒度分布、流动性、氧含量、松装密度等性能的要求会更高。目前,金属粉末原料包括高温合金和钛合金,这种高规格的原材料只能依靠进口解决,周期长、价格高。

EOS 及其合作企业欲将Digital Foam产品作为参赛作品提交至美国职业橄榄球联盟头盔挑战赛,力争设计和研发出超越现有型号的橄榄球头盔。美国职业橄榄球联盟头盔挑战赛将于 2021 年 5 月宣布其获胜者

康复辅助器具是改善、补偿、替代人体功能和实施辅助性治疗以及预防残疾的产品。康复辅助器具产业是包括产品制造、配置服务、研发设计等业态门类的新兴产业。老年人以及伤残人士是康复辅助器具的使用人群,国务院在《关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》中指出,我国是世界上康复辅助器具需求人数最多、市场潜力最大的国家。近年来,我国康复辅助器具产业规模持续扩大,产品种类日益丰富,供给能力不断增强,服务质量稳步提升,但仍存在产业体系不健全、自主创新能力不够强、市场秩序不规范等问题。

EOS foam-1用EOS PA 1101材料定制的自行车头盔,来源:HEXR

Shapeways首席执行官Greg Kress表示,“扩大我们对医疗行业的影响力,以提供改变生活的增强功能,这是我们在第一次敞开大门时所能想到的。” “我们期待与医疗行业合作,创造假肢等产品,让人们的生活更美好。”

用EOS PA 1101材料定制的自行车头盔

医疗康复辅助器具7000亿大市场,3D打印占几成?

Aetrex是一家已经采用Digital Foam的企业,该企业是足部扫描技术、矫形器和舒适鞋具产品的全球领导者。凭借与EOS的合作,Aetrex利用Digital Foam方法通过其专有的Albert扫描系统分析客户足部,识别足部压力点,进而生产定制化的3D打印矫形鞋垫。借此,企业可以通过大规模定制化方案制造出价格合理、重量轻便并且完美贴合每一只脚的个性化矫形鞋垫。

3D打印技术在辅具制作上需要解决的问题

Digital Foam源于一款功能强大的工程软件,以及位于纽约的nTopology公司,该公司致力于简化工程设计、分析和准备过程。nTopology首席执行官Bradley Rothenberg 评论道:“Digital Foam加速了3D打印技术的市场应用,使诸如弹性泡沫等可塑性极强的材料得以充分利用。产品不仅可以满足基本应用,而且更为出色,例如制造的头盔不仅更安全,而且更加轻便舒适。”

由于康复辅助器械大都是个性化定制,与3D打印有许多结合点,在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面起到了重要作用。

“Aetrex所做的一切完美诠释了Digital Foam如何使3D打印弹性泡沫应用成为数字化制造时代的主流。”Hayes补充说道。“我们创造了一款高度复杂但易于使用的解决方案,在价值链的诸多环节之间架设一座桥梁,助推企业将优质产品快速推向市场。”

为加快康复辅助器具产业发展,“意见” 对如何加快康复辅助器具产业发展提出了具体要求和任务。在主要任务中,“意见”强调了进行康复辅助器具领域创新的重要性,并提出了促进制造体系升级的任务。任务包括了加快增材制造技术在康复辅助器具领域的应用。到2020 年,康复辅助器具产业自主创新能力明显增强,创新成果向现实生产力高效转化,创新人才队伍发展壮大,创新驱动形成产业发展优势。产业规模突破7000 亿元,布局合理、门类齐备、产品丰富的产业格局基本形成,涌现一批知名自主品牌和优势产业集群,中高端市场占有率显著提高。产业发展环境更加优化,产业政策体系更加完善,市场监管机制更加健全,产品质量和服务水平明显改善,统一开放、竞争有序的市场环境基本形成。

在此计划中,Digital Foam可解决客户可能遇到的诸多变化因素或问题,并将客户的创意快速转化为实际产品。它赋予客户一条捷径,可快速3D打印生产保护性头盔、个性化矫形器、高性能鞋具以及其他各类应用产品。

4858美高梅,SLSPA11材料来源于蓖麻油,以其弹性和抗冲击尼龙特性而闻名。PA11具有更高的强度和柔韧性,是一种抗冲击和延展性材料,具有高断裂伸长率。PA11适用于活动、可穿戴物品和按扣,适合零件和铰链,非常适用于高冲击力的定制零件,如假肢,牙套,鞋垫和其他外部医疗需求。PA11将以天然白色涂层提供,也可以染成任何所需的颜色。

“例如生产安全性更高的橄榄球头盔所需的工程量十分巨大,但对于最终用户而言,收益与之成正比。”EOS North America应用工程高级副总裁Greg Hayes博士说道,“Digital Foam计划旨在帮助企业在产品改进创新方面变得简单高效。”

这种合作伙伴关系并不是两家3D打印巨头的第一次合作。EOS是2007年推出时与Shapeways合作的首批AM品牌之一,并在其工厂内安装了数十台EOS AM机器。

3D打印弹性泡沫使用TPU或PEBA等柔韧性极高的聚合物材料,可以对每个体素进行深度微调,从而获得绝佳的舒适性、安全性和功能性。采用传统工艺时,此过程异常繁琐,需要复杂的工程设计和漫长的生产周期才能生产出符合要求的产品,而通过 Digital Foam 3D打印技术可以更轻松的实现。

除了机器和材料上需要解决的问题外,3D打印行业标准的欠缺是国内外共同面临的问题。3D打印所需要的材料与传统不同,所以现有的行业标准并不适用,需要研究并制定相应的行业标准。另外,传统的监管模式能否适应这种高效的3D打印技术,也是需要进行验证的。

美高梅手机版登录4858,无论是矫形器还是假肢,都属于康复医疗器械。目前来看,3D打印技术在矫形器、假肢、助听器、个人移动辅助器具等多个康复辅助器具细分领域都有所发展。

现在市面上的3D 打印机是将塑料加热,然后通过喷嘴喷出设计模型。这一过程会产生有害的废气和毒气影响人体及环境。

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目前,3D打印技术在辅具制作中有两种应用方式,一是用激光扫描设备对人体特定部位扫描采集数据,经专业人士对数据进行处理形成三维模型数据,此数据经过数控人员的操作编出数控加工程序,将程序输入到数控加工设备中,加工设备根据电脑程序加工出与数据模型一模一样的产品,最后再进行修整。二是利用磁共振技术和CT扫描采集完整的骨骼数据,然后在计算机上构建出残疾人骨骼的3D图像,通过3D打印设备打印出完整的与残疾人相同的材料模型。根据模型残缺的情况,设计制造出假体模拟安装和修整,模拟安装完成后,再使用相关材料打印出真正的植入假体。

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