美國(guó)創(chuàng)業(yè)企業(yè)專注醫(yī)療植入物3D打印服務(wù)，打造完整工藝鏈

​關(guān)于3D打印服務(wù)，行業(yè)的一個(gè)共識(shí)是專業(yè)的打印服務(wù)并不僅僅是買幾臺(tái)打印設(shè)備，他們所具備的能力是超越打印工藝本身的，這些服務(wù)商往往具備從工藝到打印，再到后處理，質(zhì)量檢測(cè)的能力。除此之外，還涉及到質(zhì)量體系認(rèn)證，知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利保護(hù)等一系列柔性的實(shí)力。美國(guó)一家“年輕”的3D打印服務(wù)企業(yè)Tangible Solutions公司，在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中逐漸“鎖定”了醫(yī)療植入物制造這一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，致力于為醫(yī)療植入物增材制造建立完整的工藝鏈。接下來(lái)，我們共同來(lái)了解一下Tangible Solutions 為開展植入物3D打印生產(chǎn)服務(wù)而做的準(zhǔn)備。

進(jìn)行業(yè)務(wù)“瘦身” ，專注于醫(yī)療植入物3D打印領(lǐng)域
Tangible Solutions公司，是一家醫(yī)療植入物增材制造的合同制造商，為醫(yī)療企業(yè)提供3D打印植入物的小批量生產(chǎn)、后處理及檢測(cè)等服務(wù)。經(jīng)過(guò)4年的發(fā)展，Tangible Solutions 在美國(guó)俄亥俄州建立了25,000平方米的廠房。Tangible Solutions 與準(zhǔn)備推出3D打印植入物的醫(yī)療企業(yè)客戶共同開發(fā)增材制造的工藝流程，并進(jìn)行必要的ISO, ASTM認(rèn)證，以及向FDA申請(qǐng)注冊(cè)成為為III類醫(yī)療器械制造商。

在公司成立之初，Tangible 的主要業(yè)務(wù)是為多個(gè)領(lǐng)域提供產(chǎn)品快速原型制造、建模和相關(guān)的3D打印服務(wù)。例如，曾經(jīng)有客戶通過(guò)Tangible Solutions 的團(tuán)隊(duì)制造200-300個(gè)3D打印傳感器，這些傳感器應(yīng)用于電源線上。傳感器的設(shè)計(jì)在短時(shí)間內(nèi)就會(huì)進(jìn)行迭代，與傳統(tǒng)的注塑工藝相比，Tangible公司的3D打印小批量生產(chǎn)服務(wù)為客戶節(jié)省了制造成本和制造時(shí)間。

在經(jīng)營(yíng)過(guò)程中，Tangible Solutions 公司決定對(duì)所服務(wù)的領(lǐng)域進(jìn)行“瘦身”，專注于為醫(yī)療器械企業(yè)提供3D打印植入物生產(chǎn)服務(wù)。他們進(jìn)入到醫(yī)療生產(chǎn)領(lǐng)域的切入點(diǎn)是為醫(yī)療器械企業(yè)制造3D打印脊椎植入物。Tangible Solutions 公司圍繞著這一目標(biāo)，與醫(yī)療器械企業(yè)、醫(yī)生以及醫(yī)療專業(yè)人士進(jìn)行了業(yè)務(wù)聯(lián)系。最初，對(duì)3D打印服務(wù)業(yè)務(wù)做“減法”時(shí)，Tangible Solutions 公司的管理層也倍感壓力，但由于團(tuán)隊(duì)在醫(yī)療這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域的專注和努力，使公司在短時(shí)間內(nèi)積累起來(lái)了一些有相應(yīng)需求的目標(biāo)客戶及增材制造經(jīng)驗(yàn)。

建立植入物打印完整工藝鏈
一家合格的3D打印生產(chǎn)服務(wù)商，不僅需要對(duì)3D打印工藝有著深入的了解，還需要對(duì)增材制造的完整工藝鏈有所掌握。為了達(dá)到這一目標(biāo)，Tangible公司逐漸建立起了自己的增材制造知識(shí)體系，這個(gè)體系涉及到打印材料、設(shè)計(jì)、打印設(shè)備、后處理工藝和打印件的檢測(cè)等多個(gè)方面。

Tangible 在廠房中安裝了5臺(tái)Concept Laser公司的Mlab 金屬3D打印系統(tǒng)和1臺(tái)M2 金屬3D打印系統(tǒng)，以及以前投資的4臺(tái)用于快速原型制造的塑料3D打印設(shè)備。另外，還安裝了用于金屬3D打印產(chǎn)品后處理的三菱MV2400-S電火花線切割機(jī)（EDM）和兩臺(tái)Hurco VM10U HSi加工中心。兩臺(tái)加工中心的主要作用是進(jìn)行植入物的螺紋孔加工，這一工藝與金屬3D打印設(shè)備形成互補(bǔ)。Tangible 另外還有兩臺(tái)設(shè)備用于去毛刺處理。

由于對(duì)于一臺(tái)金屬3D打印設(shè)備來(lái)說(shuō)，每次更換不同種類的打印材料都會(huì)耗費(fèi)很多時(shí)間和成本，Tangible 對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的解決方式是，讓每臺(tái)金屬3D打印機(jī)專注于生產(chǎn)一種材料的金屬植入物，例如將Mlab 設(shè)備專門用于打印鈦金屬植入物，其中一臺(tái)加工中心，用于加工Mlab設(shè)備打印的植入物。而M2設(shè)備和另一臺(tái)加工中心，則專門用于打印和加工另一種材料的植入物產(chǎn)品。

用于測(cè)試的打印樣件

Tangible通過(guò)對(duì)打印樣件進(jìn)行檢測(cè)與機(jī)械性能測(cè)試，掌握不同打印設(shè)備所制造的植入物之間所存在的不同之處，以及同一臺(tái)設(shè)備中處于打印構(gòu)建板不同位置上的植入物之間的差異。Tangible 開展這項(xiàng)工作的目的是盡可能的保持打印工藝的一致性，從而保證3D打印植入物質(zhì)量的穩(wěn)定性。

南極熊了解到，金屬3D打印工藝本身約占到Tangible 整個(gè)植入物增材制造流程的60%工作量，以下幾項(xiàng)工作則占了另外40%的工作量：

材料-Tangible 的服務(wù)業(yè)務(wù)只涉及到3D打印植入物的生產(chǎn)，不涉及到打印材料和打印設(shè)備的銷售業(yè)務(wù)。Tangible 在打印材料方面的所做的工作是，找到最具性價(jià)比的打印材料，在制造過(guò)程中保持好打印材料的惰性，并提高材料的回收利用率。

支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)-Tangible為客戶提供的設(shè)計(jì)支持服務(wù)，并不是指提供植入物的設(shè)計(jì)，而是指為植入物添加打印時(shí)所需的支撐結(jié)構(gòu)。在這個(gè)過(guò)程中，Tangible 既需要考慮到如何為3D打印植入物添加成功打印所必需的支撐結(jié)構(gòu)，又要考慮到如何避免因添加打印支撐結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的后處理的難度。例如，Tangible會(huì)通過(guò)添加支撐結(jié)構(gòu)使打印件略微高于打印構(gòu)建板，使零件更加容易從構(gòu)建板中進(jìn)行移除，有的時(shí)候甚至可以手工將打印零件從構(gòu)建板中移除。

構(gòu)建板-以上列舉的添加支撐結(jié)構(gòu)的方式，可以避免構(gòu)建板在打印零件移除過(guò)程中逐漸變薄，變薄之后的構(gòu)建板將難以承受粉末床金屬3D打印過(guò)程中所引起的變形。

后處理-Tangible 目前建立的后處理流程主要是通過(guò)人工方式進(jìn)行打印件的清潔，然后通過(guò)人工或EDM 設(shè)備從構(gòu)建板中移除打印件。接下來(lái)再進(jìn)行HIP 等后處理。Tangible 為每一個(gè)步驟建立了標(biāo)準(zhǔn)化流程。

檢測(cè)-目前，Tangible 提供的檢測(cè)包括，使用手量規(guī)和3D 掃描進(jìn)行內(nèi)部檢測(cè)，以及通過(guò)外部的檢測(cè)服務(wù)商進(jìn)行CT和放射照相掃描檢測(cè)。具體的檢測(cè)方案，將結(jié)合客戶的預(yù)算和要求進(jìn)行調(diào)整。通過(guò)以上這些工作，Tangible正在打造增材制造工藝一致性的能力，一旦能夠向用戶證實(shí)具備這種能力，Tangible就可以不必對(duì)每一件打印產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，并能夠減少因此而產(chǎn)生的額外負(fù)擔(dān)。

3D打印領(lǐng)域的服務(wù)商可以說(shuō)是各具特色，各有千秋。除了像Tangible Solutions公司這類針對(duì)某個(gè)細(xì)分行業(yè)提供3D打印服務(wù)的企業(yè)，在國(guó)際上還有Materials Solutions，Proto Labs,Sintavia,FIT 等多家知名的3D打印服務(wù)商，在他們之中，有的服務(wù)商致力于打造一站式的服務(wù)能力，打造包括3D打印、熱等靜壓、鍛造、鑄造、機(jī)加工、質(zhì)量檢測(cè)在內(nèi)的完整工藝鏈；有的服務(wù)商注重用自動(dòng)化軟件來(lái)管理所有的工作流程；有的服務(wù)商則深鉆某一種金屬3D打印技術(shù)，憑借對(duì)這種技術(shù)工藝、材料和質(zhì)量控制方面的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，為制造業(yè)用戶提供高性能零部件。
來(lái)源：3D科學(xué)谷
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