Druk 3D w produkcji narzędzi medycznych – nowoczesne technologie w służbie precyzji

Druk 3D coraz częściej znajduje zastosowanie w przemyśle medycznym. Technologia ta pozwala szybko tworzyć prototypy, elementy pomocnicze oraz wybrane komponenty wykorzystywane w procesie projektowania i produkcji narzędzi medycznych.

Jak druk 3D może być wykorzystywany w produkcji narzędzi medycznych?

Jednym z najważniejszych zastosowań druku 3D jest prototypowanie. Zanim powstanie końcowe narzędzie, jego model może zostać wydrukowany i poddany ocenie pod względem kształtu, ergonomii czy sposobu działania.

Druk 3D umożliwia również wykonywanie:

• modeli koncepcyjnych narzędzi,
• prototypów uchwytów i rękojeści,
• przyrządów montażowych i kontrolnych,
• uchwytów technologicznych,
• elementów pomocniczych stosowanych podczas produkcji,
• modeli do testów ergonomicznych,
• wybranych komponentów wykonywanych z materiałów przeznaczonych do zastosowań technicznych.

Dzięki temu możliwe jest sprawdzenie założeń konstrukcyjnych jeszcze przed rozpoczęciem produkcji seryjnej.

FDM, SLA czy druk z metalu?

W zależności od zastosowania można wykorzystać różne technologie druku 3D.

FDM/FFF polega na nakładaniu kolejnych warstw stopionego filamentu. Jest stosunkowo niedrogą i łatwo dostępną metodą, dlatego dobrze sprawdza się przy wykonywaniu prototypów, uchwytów oraz elementów pomocniczych.

SLA wykorzystuje żywicę utwardzaną światłem. Technologia ta pozwala uzyskać bardzo dokładne i szczegółowe modele, co jest szczególnie przydatne przy prototypowaniu niewielkich elementów i ocenie skomplikowanych kształtów.

W zastosowaniach przemysłowych możliwe jest również wykorzystanie druku 3D z metali, np. technologii opartych na selektywnym topieniu lub spiekaniu proszku metalowego. Metody te pozwalają wytwarzać bardziej złożone elementy, których wykonanie tradycyjnymi metodami obróbki może być trudniejsze.

Najważniejsza jest odpowiednia jakość

W przypadku narzędzi medycznych sam fakt zastosowania druku 3D nie oznacza, że wydrukowany element może automatycznie zostać wykorzystany jako gotowy wyrób medyczny.

W produkcji medycznej szczególne znaczenie mają dokładność wymiarowa, właściwości materiału, jakość powierzchni, powtarzalność procesu oraz możliwość kontroli jakości.

Dlatego druk 3D może być jednym z etapów całego procesu produkcyjnego, który obejmuje również projektowanie CAD, obróbkę mechaniczną, wykańczanie powierzchni, kontrolę wymiarową i odpowiednie badania.

Druk 3D jako wsparcie projektowania

Jedną z największych zalet technologii addytywnych jest możliwość szybkiego przejścia od projektu komputerowego do fizycznego modelu.

Projektant może przygotować model w programie CAD, np., a następnie wykonać jego wydruk i sprawdzić:

projekt → wydruk 3D → test → modyfikacja → kolejny prototyp

Takie podejście pozwala ograniczyć liczbę kosztownych zmian na późniejszych etapach produkcji.

W przypadku narzędzi chirurgicznych szczególnie istotne może być również sprawdzenie ergonomii rękojeści, geometrii części roboczej czy wzajemnego położenia poszczególnych elementów.

Czy druk 3D zastąpi tradycyjną produkcję narzędzi medycznych?

Nie zawsze. W przypadku wielu narzędzi medycznych tradycyjne technologie, takie jak obróbka CNC, szlifowanie, polerowanie czy procesy obróbki stali nierdzewnej, nadal zapewniają właściwości wymagane dla końcowego wyrobu.

Druk 3D należy więc traktować przede wszystkim jako uzupełnienie klasycznych metod produkcji.

Jego największą wartością jest możliwość szybkiego wykonywania prototypów i elementów pomocniczych oraz projektowania konstrukcji o geometrii trudnej do uzyskania konwencjonalnymi metodami.

Przyszłość druku 3D w branży medycznej

Rozwój materiałów, drukarek przemysłowych oraz metod kontroli jakości sprawia, że możliwości wykorzystania druku 3D stale się zwiększają. Szczególnie interesujące są technologie pozwalające na produkcję elementów metalowych oraz materiały inżynierskie charakteryzujące się wysoką wytrzymałością i odpornością na temperaturę.

Dla producentów narzędzi medycznych oznacza to przede wszystkim większą elastyczność projektowania, krótszy czas prototypowania i możliwość szybszego wprowadzania nowych rozwiązań.