Как точная механическая обработка влияет на будущее производства медицинского оборудования

Ральф Зунтдженс

15 июня 2022 г.

10:36

В отличие от обычного производства, прецизионная механическая обработка позволяет производить детали с субмикронной точностью. Для медицинских применений это дает решающие преимущества миниатюризации, индивидуальной подгонки и высокой производительности. Ральф Зунтдженс, дизайнер, специализирующийся на 3D-печати, делится своим мнением о том, как точная механическая обработка влияет на производство медицинского оборудования.

Фото Дэниела Смита на Unsplash

Индустрия 4.0 идет полным ходом, и все больше и больше компаний делают шаг в сторону цифрового производства. Станки с ЧПУ измельчают материал на молниеносной скорости с улучшенным искусственным интеллектом и точностью, гарантируя, что продукт соответствует замыслу инженера-конструктора.

При прецизионной механической обработке борьба за геометрические размеры и допуски заканчивается, поскольку детали будут соответствовать 3D-модели с точностью до микрона.

Это значительное достижение, поскольку отклонения часто видны в частях одной и той же партии, что приводит к высокому проценту брака и несоответствию эксплуатационным требованиям.

Компьютерное числовое управление (ЧПУ) не учитывает зоны термического воздействия и другие механические дефекты 3D-печати, что больше подходит для прототипов и моделей предоперационного планирования. При измельчении материала в исходном виде он сохраняет свои однородные механические свойства, что соответствует более высоким стандартам качества.

Прецизионные технологии – это не просто постепенное усовершенствование. Это оказывает радикальное влияние на медицинские применения.

Он способен создавать долговечные детали, которые можно носить на теле или внутри него большую часть жизни. Решения, которые до сих пор были невозможны, теперь могут позволить использовать новые формы микрохирургии, например, на эмбрионах младенцев, кровеносных сосудах или мозге.

Ряд устройств основан на прецизионной механической обработке:

Инсулиновые помпы

Дефибрилляторы

Имплантаты кардиомонитора

Кардиостимуляторы

Системы доставки лекарств

Аппараты для диализа почек

Биометрические трекеры

Портативные рентгеновские аппараты

МРТ-сканеры

Благодаря прецизионным технологиям оптимизированы корпус продукта, внутренняя архитектура, интеграция электроники и кабельные решения для вашего биометрического трекера или цифрового рентгеновского аппарата. Для носимых устройств, таких как имплантаты сердечного монитора или кардиостимуляторы, их минимально инвазивный форм-фактор со сверхтонкостенным микролитым корпусом меняет правила игры как с точки зрения комфорта, так и с точки зрения эстетики.

Инструменты, которые она производит, также позволяют проводить роботизированные операции, такие как операции на сердечном клапане. И мы наблюдаем значительный рост количества крошечных деталей, таких как перегородки, датчики, микроэлектроника, микроиглы, стенты и винты с микрообработкой. Разумеется, это требует большой специализации со стороны поставщика.

Прецизионная механическая обработка идеально подходит для критически важных применений, таких как протезы и ортезы. Благодаря этим технологиям люди не просто чувствуют поддержку, но и больше возможностей.

Следующие замены обычно фрезеруются на многоосных станках с ЧПУ из титана или кобальта-хрома с некоторыми пластиковыми компонентами из полиэтилена, акрила, полиэтилентерефталата или полиэфирэфиркетона:

Имплантаты крупных суставов плеча, бедра или колена

Имплантаты для руки, лодыжки или локтя

Краниопластика имплантатов

Имплантаты позвоночника

Системы шунтирования спинномозговой жидкости

Факичные линзы

Имплантируемые порты для катетеров

Кохлеарные имплантаты

На основе сканирования тела эти сложные решения могут быть точно адаптированы к биомеханике пациента. Это резко контрастирует с компонентами, традиционно изготавливаемыми вручную. Благодаря прецизионно обработанному изделию больше не бывает ни человеческих ошибок, ни недовольства пациентов, ни повторной операции.

Профессионалы, такие как хирурги и стоматологи, получают выгоду от доступа к точному производству. По своему усмотрению они теперь могут разрабатывать специальные инструменты, такие как резаки, иглы для биопсии, держатели имплантатов, щипцы, небулайзеры и рукоятки лезвий, или оснастить робота-помощника специальными захватами.