Dzięki wdrożeniu technologii HP Multi Jet Fusion 3D i zastosowaniu elastycznych materiałów HP, OT4 drukuje elementy ortez, które poruszają się wraz ciałem pacjenta.
Wstęp
Firma OT4 Orthopädietechnik GmbH opracowuje, projektuje i wytwarza zindywidualizowane ortezy dla pacjentów z wykorzystaniem technologii druku 3D. Jako partner firm ortopedycznych, klinik i lekarzy, przedsiębiorstwo z Monachium (Niemcy) oferuje innowacyjne i najnowocześniejsze procesy produkcyjne, łączące w sobie indywidualność i niezrównaną jakość.
Misją OT4 jest opracowanie całkowicie nowych rozwiązań pod kątem istniejących schorzeń oraz wdrażanie nowych pomysłów w każdym ze swoich produktów w celu zwiększenia zaufania i ugruntowania wiarygodności branży ortopedycznej.
- Branża
Opieka zdrowotna - Sektor
Protetyka i ortotyka - Cel
W celu redukcji kosztów i poprawy efektów dla pacjentów firma OT4 chciała wykonać trójwymiarowy skan, projekt oraz wydruk trzech ortez: kasku ochronnego, aparatu ortopedycznego na rękę oraz Dynamicznej Ortezy Stawu Skokowego (DAFO). - Podejście
Firma OT4 zastosowała technologię HP Multi Jet Fusion (MJF) oraz materiał do druku HP 3D High Reusability (HR) PA 11 do wytwarzania bardziej elastycznych elementów protetycznych, które poruszają się wraz z ciałem pacjenta i zaspakajają indywidualne potrzeby medyczne. - Technologia | Rozwiązanie
Technologia HP Multi Jet Fusion, drukarka 3D HP Jet Fusion - Materiał
HP 3D HR PA 11
Wyzwanie
Na przestrzeni lat niemiecka firma OT4 stosowała różne techniki druku 3D (np. SLS), ale stanęła przed wyzwaniem doboru technologii, która bardziej odpowiada jej potrzebom oraz znalezienia najodpowiedniejszego oprogramowania CAD.
Stosowane wcześniej technologie druku 3D wymagały kosztownych materiałów i procesów, a elementy wytwarzane ze stosowanych wcześniej materiałów były kruche i podatne na uszkodzenia. Dodatkowo pod względem kosmetycznym i estetycznym produkty końcowe nie były na odpowiednim poziomie. W rezultacie firma OT4 poszukiwała nowej technologii druku 3D swoich trzech produktów.
- Kask ochronny OT4 stosowany jest po zabiegach, w których usuwane są kości czaszki (lub ich części, np. podczas kraniektomii), przez co mózg traci część swojej bariery ochronnej. Ważne jest, aby pacjent posiadał lekką, wentylowaną i optymalnie dopasowaną osłonę chroniącą głowę.
- Ortezy palców/dłoni pomagają chronić i podpierać stawy oraz utrzymują prawidłowe ułożenie stawów palców. Za pomocą szyny można unieruchomić staw w konkretnej pozycji lub zwiększyć mobilność zablokowanego stawu. Zazwyczaj w takich przypadkach nie stosuje się ortez, ale firma OT4 zdecydowała się na przebadanie technologii zapewniających bardziej elastyczne produkty.
- Dynamiczna Orteza Stawu Skokowego (DAFO) to handlowa nazwa ortezy kończyny dolnej, która zapewnia cienkie, elastyczne i zewnętrzne podparcie stopy, kostki i/lub dolnej części nogi. Urządzenia te ściśle dopasowują się do kostki i korygują deformacje stopy w konkretnych punktach nacisku. Pomagają też poprawić mobilność i stabilność stawu skokowego. Ortezy DAFO, zaprojektowano tak, by pomóc pacjentom w utrzymaniu funkcjonalnej pozycji, poprawiają stabilność, umożliwiają stanie i chodzenie. Aby pacjenci mogli prawidłowo stosować i wykorzystać wszystkie zalety DAFO, należy wykonać je z elastycznego materiału, który umożliwia ortezie poruszanie się wraz z ciałem pacjenta.
Rozwiązanie
Firma OT4 przeszła z technologii SLS na MJF z uwagi na wyższą jakość i wytrzymałość części, możliwą dzięki zastosowaniu w druku materiału HP 3D HR PA 11.
„HP 3D HR PA 11 to dla nas nowy, fantastyczny materiał, gdyż jest bardziej dynamiczny” – opowiada Ian Spring, Szef Działu Projektowania w OT4. „Dla nas to jeden z ważnych priorytetów. Wytwarzamy produkty, które mają kontakt z ludzkim ciałem. Ludzie cały czas się poruszają, więc materiał też musi się poruszać”.
„Ortezy muszą stale wytrzymywać znaczne siły wydłużające i muszą być elastyczne” – mówi Andreas Flamm, CEO OT4. „Drukowanie cienkościenne z użyciem HP PA 11 zapewniło dobre wyniki. Nasze produkty mogą też być cieńsze, lżejsze, łatwiejsze w czyszczeniu i bardziej przyjazne dla skóry”.
Aby wytworzyć kask ochronny dla pacjentów po kraniektomii lub zabiegach usunięcia części mózgu, ortotycy na całym świecie stosowali gips do wymodelowania kasku wokół głowy pacjenta, używając otwartej czaszki do dopasowania i uformowania urządzenia.
Jednak dzięki HP MJF, firma OT4 wykorzystuje bezdotykowy proces skanowania 3D. HP MJF i oprogramowanie OT4 pomagają w tworzeniu lżejszych produktów o cieńszych ściankach i lepszym przepływie powietrza, co zapewnia pacjentom większy komfort.
„Jedną z istotnych zalet HP i HP PA 11 jest fakt, że możemy tworzyć różne warstwy” – wskazuje Spring. „Możemy stworzyć strefę zawieszenia, która zapewnia dodatkowy komfort oraz dodatkowe zawieszenie od zewnątrz”.
Dzięki właściwościom elastycznym i zwiększonemu wydłużeniu przy zerwaniu HP 3D HR PA 11 ortotycy mogą np. dopasować ortezę ręki i DAFO do konkretnych potrzeb pacjenta, osiągając jednocześnie niezbędną elastyczność i trwałość.
Rezultat
Dzięki technologii MJF firma OT4 może obecnie wytwarzać produkty bez konieczności kosztownej obróbki końcowej. Części wytworzone dzięki technologii HP MJF mają takie same właściwości w osiach x, y oraz z, co oznacza, że przestrzeń komory roboczej można zmaksymalizować dla każdego zadania produkcyjnego i przy optymalnym zagnieżdżeniu, co z kolei pomaga zmniejszyć koszty.
„Dzięki zastosowaniu HP Multi Jet Fusion możemy zmniejszyć koszty o 30% w porównaniu z innymi technologiami” – mówi Spring.
HP MJF to w praktyce mocniejsze, bardziej wytrzymałe elementy, dzięki czemu produkty końcowe są lepsze nie tylko pod względem technicznym, ale także prezentują się bardziej estetycznie. Technologia druku HP 3D pozwala też ortotykom zaoszczędzić czas:
„Dzięki HP MJF ortotycy w OT4 w zależności od elementu mogą zaoszczędzić nawet 10 godzin pracy w porównaniu z innymi powszechnie stosowanymi technologiami” – mówi Flamm.
„Drukowanie 3D przy wykorzystaniu HP Multi Jet Fusion umożliwia wytwarzanie całkowicie nowych produktów o funkcjonalności, która do tej pory nie była osiągalna” – mówi Flamm. „Zanim HP wprowadziło na rynek tę nową technologię, nie mogliśmy dostarczać produktów o takiej samej trwałości i jakości w tak krótkim czasie”.
Spring dodaje: „Możemy wprowadzać nowe elementy i nowe funkcje oraz poprawić jakość życia naszych pacjentów jeszcze bardziej”.
