חלקים מודפסים בתלת-ממד מייעלים את תהליך הפיתוח – StarFish Medical

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


חלקים מודפסים בתלת ממד מייעלים את הפיתוחבלוג זה מספק הקשר למעצבים לייעל את תהליך הפיתוח שלהם באמצעות חלקים מודפסים בתלת מימד כחלק מהמכשירים הרפואיים המוכנים לשוק שלהם. הדפסת תלת מימד מפריעה. זה מאתגר את הדרך בה מעצבים שוקלים פיתוח מוצרים. בניגוד לשיטות ייצור מסורתיות, הדפסת תלת מימד מציעה מספר יתרונות יחד עם מגבלות מסוימות. סוכנויות הפיקוח מספקות הנחיות לבדיקת רכיבים מודפסים בתלת מימד ובקרת תהליכים, המאפשרת לכלול חלקים מודפסים בתלת מימד במכשירים רפואיים לאחר הגדרתם על ידי היצרן.

הדפסת תלת מימד לעומת השוואה בין ייצור מסורתי

בהשוואה לדפוס חיסור והזרקה (IM), הדפסת תלת מימד מציעה:

  1. מגוון אפשרויות בחירה ותכונות מכניות (אלסטומרי, תרמופלסטי, תרמוסט, מרוכבים, מילוי [glass, carbon fiber])
  2. אפשרויות חדשות עם גיאומטריות פנימיות וחיצוניות
  3. בקרת צפיפות חומרים
  4. הזדמנות לאיטרציות / מחזורי בדיקה מהירים יותר של התכנון
  5. חסכוני יותר בכמויות נמוכות יותר

לדוגמא, הדפסה בתלת מימד עם ההתקנה הרב-שלבית לעיבוד חלקי פלסטיק זולה ומהירה יותר מהעלויות וציר הזמן של ייצור עובש חלקי מיידי.

ישנן מספר מגבלות על התהליך, כולל:

  1. מגבלות לכמות להדפסה, עקב:
    1. מגבלת גודל המיטה
    2. מגבלת גובה החומר
  2. בעיות אחסון ספציפיות לחומרים, כגון:
    1. רגישות לאור (שיגעון, שינוי צבע)
    2. השפלה באוויר הסביבתי
    3. אי סבילות לחות (נפיחות, מבעבע ובעיות בראש המדפסת)
  3. פרמטרים נוספים להגדרה במהלך בנייה, כולל:
    1. טמפרטורת הדפסה סביבתית
    2. לחות
    3. וריאציה של שטח המיטה המודפסת בדיוק (במרכז לקצה)

אם פרמטרים של הדפסה עוברים מהסובלנות שצוינה, הם עלולים להוביל לבעיות באיכות חלקית, כולל שינויים בתכונות מכניות ועיוותים לא מכוונים של החומר.

אנא ראה שלי הבלוג הקודם של הדפסת תלת מימד להשוואה בין שיטות ייצור הדפסה תלת ממדית, יתרונות / חסרונות ויישומים.

הכללת מוצרים

הדפסת תלת מימד משמשת לעיתים קרובות בפיתוח מכשירים מוקדם, החל מגילוי צורות מוקדם ומחקרים מעצבים וכלה בטכנולוגיה שאינה מסכנת דרך בדיקות בשלב מוקדם. עם זאת, היכולת לבצע חלק מודפס תלת מימד שנבדק דרך רכיב ברמת הייצור הוא מפתה. יש לכך כמה שיקולים.

  1. כרך. אם הדבר ידוע בשלב מוקדם, הוא יתווה מסלול לתהליך נתון עבור החלק הנדון. אם החלק או הרכיב הם קריטיים מספיק בכדי לזכותו, יש לבצע ניתוח COGS המשווה הדפסת תלת מימד לתהליכים אחרים – עמיתי נייג'ל סירוטוק מפרק זאת ביסודיות שלו. בלוג.
  2. חלק מורכבות ושונות. היבט אחד מפתה של הדפסת תלת מימד הוא היכולת של כל הדפסה להיות בעלת צורה שונה. עבור מכשירים רפואיים, אנטומיות ייחודיות לחולים עשויות לדרוש תכנון לכל מטופל. ניתן למנף סריקות תלת מימד של המטופל כדי ליצור חלקים מודפסים בתלת מימד שיתאימו לצורך זה. דוגמה אחת לכך היא עם Invisalign 'הפלטה העליונה הברורה. כל סט פלטות משמש לתקופה של כשבועיים, ואז מושלך ומוחלף בסט הבא בעזרת צורה שונה המכוונת שיניים למיקומן החדש. הדפסת תלת מימד לא רק מאפשרת שינויי טופס אלא מספקת יעדי עלות לסוגרים המאפשרים התאמה אישית של כל טיפול לתכנית טיפול בחולה. טיפולי Invisalign וטיפולים אחרים (הפטנטים שלהם פג כעת) האפילו יישור שיניים מסורתי עבור מטופלים רבים. הם כבר לא צריכים להתמודד עם פלטות תיל, מכשירים וציוד ראש, הכל בזכות טכנולוגיית הדפסת תלת מימד.
  3. דרישות חלק. פיתוח מכשירים רפואיים מסתמך לחלוטין על קובץ היסטוריית העיצוב המבוצע ומתואר באמצעות הדרישות, המפרט והארכיטקטורה. כפלט, תוכניות אימות מגדירות את הבדיקה הנדרשת להוכחת התאמת המכשיר לשימוש ביישום הסופי. כמה מבחנים לדוגמא יכולים לכלול:
  • הבאת החלק לתשואה וכוח אולטימטיבי מול גורם בטיחות נדרש
  • חשיפת החלק לנוזלי ניקוי שצוינו, קביעת תאימות החומר
  • ניגוב המכשיר בכפפות או מגבוני ניקוי מוגדרים, קביעת חדים ופינות מקובלים
  • בדיקה לדירוג האיטום שצוין, דרך ובין החלקים

לאחר שמכשיר עובר את כל הבדיקות הנדרשות והמכשיר אושר באמצעות גופים רגולטוריים רלוונטיים, כגון ה- FDA ובריאות קנדה, הוא יכול להתחיל להעביר לייצור.

לקבלת פרטים מלאים על הנחיות ה- FDA להדפסת תלת מימד, אנא עיין במאמר שלי בלוג שפורסם בעבר, הכוללת א קישור להדרכה שפורסמה.

חלקים מודפסים בתלת מימד ב- DFMA וייצור

באמצעות עורכי תכנון לייצור והרכבה (DFMA), מהנדסים יכולים לכלול עדכונים לתכנון רכיבים והרכבות לשיפור קנה המידה וההרכבה. היבט הגורמים האנושיים בהרכבה גדל ככל שנפח האספות גדל ומתוך למידה במהלך אבות טיפוס ניתן ליישם.

דוגמאות שבהן הדפסת תלת מימד יכולה לעזור בסביבות ייצור כוללות:

  1. מיזוג חלקים להפחתה:
    1. ספירת חלקים
    2. שגיאת הרכבה
    3. עבודה
    4. נקודות כשל
  2. פסולת חומרים נמוכה יותר
  3. תועלת סביבתית (חיסכון באנרגיה, אפשרויות מחזור)
  4. ניקיון מוגבר (ללא חומר סיכה וקירור)
  5. אסטרטגיות הידוק משולבות (למשל קליפסים, סכומי חום)

אילוצים נמוכים יותר בגיאומטריה של רכיבים מודפסים בתלת מימד פותחים הזדמנויות לשלב מספר חלקים באחד ולהוריד את ספירת החלקים. היכולת לייעל את צפיפות החומר באמצעות סריג פנימי או מבנה חלת דבש מאפשרת חלקים שנראים מוצקים אך שוקלים פחות.

בסך הכל, שיפורי NPI מבקשים להפחית את אי התאמה בבדיקה נכנסת של רכיבים והרכבה שוטפת. עבודות עיצוב מחדש של NPI מובילות למעבר חלק יותר למחלקת הייצור. מהנדסי NPI משתמשים במינון הדפסה תלת-ממדית ויכולים לשמור על תפקוד המערכת ובטיחותה תוך יצירת עיצוב המאפשר איכות עקבית יותר בנפח. הדפסת תלת מימד יכולה גם להוביל ליעילות מוגברת במהלך ההרכבה, ולספק חיסכון בעלויות בנפח ולאורך זמן.

סיכום

אומנם הדפסת תלת מימד סיפקה הזדמנויות ואתגרים חדשים למעצבים בפיתוח מוצרים, אך היא יכולה להשתלב בצורה מסודרת בתהליך עבודה מבוסס של הבאת מוצרים לשוק. הנחיות רגולטוריות חדשות לגבי בקרת תהליכי הדפסה תלת-ממדית למכשירים רפואיים מעודדות את התעשייה לבחון מה יכולות הדפסה תלת-ממדית להחיל על מוצרים אמיתיים. הזדמנויות עיצוב משמעותיות יוצרות סיכוי להוזיל עלויות ולהגדיל את איכות המכשיר לאורך מסלול הפיתוח של המוצר.

נתן מולר, EIT, הוא מהנדס מכונות רפואי של StarFish. הוא נלהב מהיישומים של ביוטכנולוגיה ומדע ביו-רפואי ב פיתוח מוצר, עם יכולות ליבה בתכנון ביו-רפואי-מכני ומדעי החומר.






קישור לכתבת המקור – 2021-06-04 23:17:50

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר