Внедрение 3D-печати в сферу производства изделий медицинского назначения позволяет произвести оптимизацию процесса, убрать сложные многоступенчатые этапы, которые требуют много времени и ресурсов. 3D-печать имеет множество преимуществ перед традиционными методами изготовления. Одно из них - возможность подобрать биологически совместимые металлические порошки, использование которых не вызовет отторжение соседствующих клеток и тканей организма.
Более того, технология 3Д-печати дает возможность создавать изделия с лучшими механическими характеристиками, чем при использовании традиционных методов. Например таких, как литье под давлением.
Материал для печати металлом представляет собой порошок в форме сферических гранул с разной величиной зерна. Варьируя соотношение больших и маленьких зерен, можно получить прочный и долговечный объект с поразительной структурой.
Проблематика
Любое напечатанное изделие должно быть обработано. Существует множество методов постобработки, как механической, так и химической. Но в случае с медициной, когда особую роль играть точность, каждый из таких методов имеет свои недостатки.
К примеру, если использовать механические методы постобработки – галтовку или пескоструйную обработку, есть возможность повредить поверхность деталей, оставить на них микротрещины или, того хуже, частицы абразива. Это недопустимо для медицинских изделий.
Если говорить о химических методах, таких как электролитно-плазменное полирование, то тут стоит проблема контролируемости процесса и скругления кромок. Это приводит к невозможности прогнозирования результатов и контроля допусков деталей.
Большинство таких процессов осуществляется вручную, что негативно сказывается на всем производственном цикле. Особенно если говорить о крупных объемах и серийности.
Заказчик
К нам обратилась компания-производитель титановых протезов и имплантатов. Ей требовалось наладить постобработку изделий, которая должна была решить ряд трудностей:
- Обработка изделий сложной геометрической формы;
- Удаление поддержек;
- Удаление остатков порошка;
- Обработка внутренних каналов;
- Оптимизация процесса производства.
Решение
Для решения поставленных задач мы предложили осуществить тестовую обработку деталей на оборудовании Hirtisation. Данное оборудование производится австрийской компанией RENA Technologies Austria GmbH и имеет значительный ряд преимуществ в сравнении с аналогами на рынке.
Процесс Hirtisation подходит для всех металлов и сплавов, напечатанных на 3D-принтере. Результат его применения:
- автоматическое удаление поддержек;
- удаление остатков порошка;
- обработка внутренних каналов;
- выравнивание шероховатой поверхности;
- сохранение острых кромок.
Время обработки занимает от получаса до нескольких часов в зависимости от габаритов детали и требований к качеству. За один цикл можно обработать несколько деталей, которые по окончанию проходят чистку и вакуумную сушку. Так как данный процесс полностью автоматизирован, то для его управления не требуется специального обучения.
Результат
Результат тестовой постобработки на оборудовании Hirtisation H3000 полностью совпал с прогнозируемым. Полученные детали отвечали всем требованиям. Поддержки и остатки порошка удалены, шероховатость поверхности сглажена, внутренние каналы качественно обработаны.
Заключение
Предложенная технология Hirtisation доказала свою эффективность при постобработке медицинских протезов, изготовленных методом 3D-печати металлом. Данная постобработка закрыла все проблемные места, которые ранее ограничивали возможности печати. За счет того, что она является автоматизированной, существенно сократилось время производства конечных деталей.