從CNC轉(zhuǎn)向3D打印，歐洲矯形鞋墊工作室正在悄然變化

來源：上海復(fù)志Raise3D

3D打印作為一種成熟的增材制造技術(shù)已被廣泛的運(yùn)用在各行各業(yè)中。目前，它已被引入到整形外科領(lǐng)域，運(yùn)用于整形外科醫(yī)療器械與設(shè)備的設(shè)計(jì)和開發(fā)中。

因?yàn)?D打印的可持續(xù)性以及對(duì)時(shí)間的有效利用，提高了醫(yī)療器械制造業(yè)的生產(chǎn)效率。我們可以從CREA3D與足科醫(yī)生Mirko Valenti的合作案例中見證到3D打印為醫(yī)療器械領(lǐng)域帶來的積極影響。他們將3D打印與數(shù)字化相結(jié)合，為患者提供內(nèi)部設(shè)計(jì)和定制的鞋墊和矯形器，從而提高輔助治療的效果和日常管理的效率。

由于3D打印的創(chuàng)新性與高效性，Mirko Valenti醫(yī)生決定引用這種全新技術(shù)結(jié)合傳統(tǒng)方式治療后脛骨腱鞘炎。他為工作室添置了Raise3D E2 3D打印機(jī)用作矯形鞋墊的制作，E2的IDEX（獨(dú)立雙噴頭系統(tǒng)）的鏡像模式可以支持同時(shí)打印一雙矯形鞋墊。

圖 | 帶有貼面的3D打印矯形鞋墊成品

矯形鞋墊傳統(tǒng)制作方法
每一雙矯形鞋墊都是需要根據(jù)患者需求進(jìn)行定制的，這對(duì)傳統(tǒng)制作工藝來說是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

在傳統(tǒng)工藝制作過程中，首先需要使用CNC機(jī)器銑削一塊材料，以獲得所需的鞋墊雛形。接著需要依靠精度更高的CNC機(jī)器和大量的人工對(duì)鞋墊雛形進(jìn)行更細(xì)致的打摩，在這個(gè)過程中，為了保證具有矯形功能的結(jié)構(gòu)區(qū)域的準(zhǔn)確性，將會(huì)消耗較多的打摩時(shí)間。傳統(tǒng)工藝制作矯形鞋墊是個(gè)耗時(shí)且復(fù)雜的過程，另外，在生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生碎屑和粉塵，污染工作環(huán)境，對(duì)工人健康造成威脅。

3D打印矯形鞋墊制作方法
拋開傳統(tǒng)CAD-CAM機(jī)械制造工藝，Mirko Valenti醫(yī)生使用高耐用性與強(qiáng)韌的PP耗材打印制作矯形鞋墊，以更好的實(shí)現(xiàn)患者腳部矯形功能。與傳統(tǒng)工藝相比，使用3D打印技術(shù)的制作過程更簡單，精確。

首先，Mirko Valenti醫(yī)生對(duì)患者足部進(jìn)行掃描，再針對(duì)腳部問題，使用CAD制作3D矯形鞋墊模型。接著，Mirko Valenti醫(yī)生將模型文件上傳到3D切片軟件ideaMaker。為了優(yōu)化鞋墊的力學(xué)性能，在切片過程中還可以設(shè)置模型填充物的形狀以及百分比。例如，蜂窩填充形狀可以使整個(gè)結(jié)構(gòu)變得更穩(wěn)固，不易變形。不同的填充形狀設(shè)計(jì)可以優(yōu)化矯形鞋墊的形變性能和舒適性。

Mirko Valenti醫(yī)生將調(diào)整好的模型文件遠(yuǎn)程上傳到3D打印機(jī)后，E2的IDEX系統(tǒng)在鏡像模式下同時(shí)打印左右兩只鞋墊。在獲得高精度的鞋墊打印件后，再用EVA或其他適合皮膚接觸的特殊材料包裹鞋墊，做成最終的矯形鞋墊成品。

包括掃描，設(shè)計(jì)以及打印在內(nèi)的整個(gè)制作全過程不超過24小時(shí)。

圖 | 3D打印定制化的優(yōu)勢(shì)能更好的幫助患者矯形

3D打印制作矯形鞋墊的優(yōu)勢(shì)
3D打印技術(shù)簡化了傳統(tǒng)的制作流程，縮短了生產(chǎn)以及交付時(shí)間。3D模型可以通過簡單的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)，無需繁復(fù)的機(jī)器與工具。使用Raise3D E2打印機(jī)，2-3小時(shí)便可制作完成一雙矯形鞋墊，并且打印全程自動(dòng)化，無需復(fù)雜的人工操作。傳統(tǒng)的鞋墊制作工藝將依賴眾多器械，花費(fèi)更長的模型校對(duì)調(diào)整時(shí)間。Mirko Valenti醫(yī)生的成功案例展示了3D打印在矯形鞋墊制作領(lǐng)域的可行性以及獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。


3D打印，高效率生產(chǎn)模式
對(duì)于矯形鞋墊制作來說，3D打印技術(shù)是一種具有高效率的生產(chǎn)模式。用戶可以集中設(shè)計(jì)模型，然后進(jìn)行批量生產(chǎn)。有了3D打印，可以省去多次反復(fù)的設(shè)計(jì)驗(yàn)證和修改過程。得益于3D打印的批量生產(chǎn)，交付時(shí)間也可以大幅度的縮減。

3D打印機(jī)帶來更環(huán)保的工作環(huán)境
Raise3D的E2打印機(jī)配有HEPA空氣濾凈系統(tǒng)，可以過濾在加熱打印材料過程中釋放的煙霧，提供一個(gè)更清潔、更健康的環(huán)境，以適應(yīng)更多對(duì)生產(chǎn)環(huán)境有要求的領(lǐng)域。

使用功能強(qiáng)大的3D打印軟件的優(yōu)勢(shì)
Valenti醫(yī)生選用PP作為打印材料，其高耐用性與強(qiáng)韌的性能給足弓以支撐，可實(shí)現(xiàn)更好的矯形效果。在對(duì)模型進(jìn)行切片時(shí)，正確的參數(shù)設(shè)置能使不同的材料展示最優(yōu)異的性能，選擇一款合適的3D切片軟件將會(huì)簡化這一步驟。

例如：ideaMaker是一款3D打印切片軟件，有各種根據(jù)不同材料而設(shè)定的預(yù)設(shè)模板 (包括PP和TPU材料)。其主要優(yōu)勢(shì)是用戶可以自定義內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)，如填充密度、填充角度等，以調(diào)整與優(yōu)化打印成品的力學(xué)性能。

圖 | 使用ideaMaker對(duì)模型進(jìn)行切片時(shí)，調(diào)整模型的力學(xué)屬性

Raise3D優(yōu)化矯形鞋墊全流程
Valenti醫(yī)生選擇了Raise3D E2 3D打印機(jī)進(jìn)行矯形鞋墊制作。作為一款入門款的專業(yè)級(jí)3D打印機(jī)，E2可以滿足絕大部分的打印需求，并且有較強(qiáng)的空間適應(yīng)性，可以放置在如辦公室或者小型工作室等狹小的空間。E2 的IDEX系統(tǒng)支持鏡像模式，可以同時(shí)打印一雙鞋墊，大力的提高了生產(chǎn)效率。

在鞋墊制作過程中，Valenti醫(yī)生使用ideaMaker 3D打印切片軟件加強(qiáng)鞋墊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)鞋墊的韌性，不易變形。使用ideaMaker時(shí)，經(jīng)過Raise3D測試和認(rèn)證的耗材會(huì)帶有預(yù)設(shè)的配置文件，以更好的發(fā)揮不同材質(zhì)的最佳性能，產(chǎn)出性能優(yōu)良的鞋墊。E2兼容多種耗材，其中也包括了PP，用戶可以直接下載相關(guān)的模型文件以了解材料的特性。

圖 | Raise3D產(chǎn)品鏈助力矯形鞋墊完整的制作流程

3D打印助力醫(yī)療領(lǐng)域
3D打印提供了更好的定制、精度、美觀的外觀和輕量化的結(jié)構(gòu)，也很大程度上縮短了整體的制作時(shí)間以及能夠使用所獲得的患者的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。Valenti醫(yī)生利用3D打印技術(shù)制作矯形鞋墊的成功案例，他使用Raise3D打印機(jī)和切片軟件完成了矯形鞋墊的完整制造流程，展示了Raise3D產(chǎn)品和服務(wù)的卓越能力和效率。整個(gè)整形外科及骨科輔助設(shè)備模型的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、制作過程中都使用了Raise3D生態(tài)系統(tǒng)，大大提高了生產(chǎn)效率。

*案例源自Raise3D意大利經(jīng)銷商Crea3D