3DXpert 金屬增材制造軟件,優化下一代醫療零部件

3D Systems的3DXpert?一體化集成增材制造軟件和ProX?DMP200金屬打印機是可幫助3D ProMetal公司更高效地生產強大的產品。3D ProMetal公司專門制造用于醫療植入物生產的外科手術設備及組件。聯合創始人Boaz Harari和Uri Shasha在使用傳統制造方法設計和制造醫療元件方面擁有20多年的豐富經驗。

認識到傳統制造的局限性以及增材制造(AM)所提供的新機會,3D ProMetal公司建立了一個3D打印服務中心,專門研究可以從附加生產中受益的醫療組件。

3DXpert 金屬增材制造軟件,優化下一代醫療零部件的圖1 

在深入調研領先的3D打印機供應商之后,3D ProMetal選擇了3D Systems公司的金屬打印解決方案


利用金屬3D打印推進醫療器械制造


3D ProMetal公司在增材制造的使用方面專注于那些能夠極大化受益于技術的案例。
據Harari所說,客戶選擇3D ProMetal公司主要有兩個原因:”首先,我們的原型制造時間是幾天而非幾周之久。更重要的是,客戶需要生產的復雜幾何形狀,要么根本不能使用傳統方法制造,要么使用3D打印更具成本效益?!?br>
在某些情況下,這些復雜結構的設計整合了多個零件,即可節省裝配工作,又可延長零件的耐用性。在其他情況下,復雜設計可以增強產品功能特性。

經過對領先3D打印機供應商的全面基準測試,3D ProMetal選擇了3D Systems的金屬打印解決方案?!拔覀冞x擇3D Systems是看重其在增材制造的各個方面都具備的專業知識, 涵蓋設計到后處理的整個過程?!?Shasha說道。具體而言,3D ProMetal公司對ProX?DMP 200打印機生產小型零部件所達到的質量印象深刻。

它選擇使用的材料是3D Systems的LaserForm?316L—— 一種能夠經受滅菌的高耐腐蝕性不銹鋼材料。“打印機的能力已超出我們的預期——可以打印出質量優良的M1.6小型水龍頭以及厚度僅為0.3毫米的薄壁不銹鋼零件,”Shasha補充道。

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3DXpert?幫助3D ProMetal公司準備并優化用于打印的3D CAD模型


打印機必備軟件:準備并優化增材制造
獲得成功的金屬打印不僅僅需要一臺優質的3D打印機以及合適的材料。

3D ProMetal使用3D Systems的一站式集成軟件3DXpert?準備和優化用于打印的3D CAD模型。典型的工作流程包括以下步驟:

導入3D CAD模型——3DXpert在處理B-rep(實體和曲面而非面片幾何)方面具有獨特之處,可確保數據完整性和精確的幾何形狀?!拔覀円罂蛻籼峁〣-rep文件(原始CAD文檔,如SOLIDWORKS文檔、STEP或IGES文件),因為與使用基于面片的模型相比,對于區域的定義要容易得多,”Shasha如是說。

將零件定位在構建托盤上——3D ProMetal利用3DXpert的自動分析和定位工具在構建托盤上設置零件的正確方向。“我們知道哪些區域必須具有高質量,因此不能朝下放置或在其表面設置任何支撐,我們使用自動定位分析工具進行相應的零件定位,”設備操作員Yaki Nissim解釋道。

修改零件——3DXpert允許3D ProMetal公司使用混合CAD工具組(B-rep和網格)優化3D打印設計,并在滿足所需規格的同時為制造做好準備(例如,移除需要支撐或更改角度的內部特征,從而避免使用支撐)。

設置支撐——3D ProMetal使用3DXpert的自動化工具以及手動控制功能來設置足夠的支撐,在防止變形的同時保持表面質量。

文件切片,配置構建平臺,排版布局,并發送打印任務 ——為了最大限度地提高打印機的利用率,3D ProMetal使用3DXpert的自動排版布局功能,在構建平臺上放置盡可能多的相同或不同的零部件。

3D ProMetal的高管們表示,3DXpert以多種方式幫助公司取得成功。3DXpert軟件不僅幫助公司以最短的交付周期提供最高質量的零部件,還通過3DXpert打印估算工具評估所有報價打印時間和使用材料,確保客戶獲得準確的時間和成本估算。Shasha說:“我們已經對工具進行了微調,打印時間的估算可精確到每分鐘。這項功能確保了報價的競爭力,同時保證我們的利潤?!?br>

3DXpert 金屬增材制造軟件,優化下一代醫療零部件的圖3

3DXpert助力3D ProMetal公司在最短的交付周期內提供最高質量的零件


使用增材制造實現增值的典型案例
自擴張支架用于經導管主動脈瓣植入(TAVI)的手術。這些支架通常由鎳鈦合金制成,充分利用了該材料獨特的超彈性和形狀記憶特性。超彈性是指能夠在給定的溫度范圍內容納較大的可回收應變能力。形狀記憶是在給定溫度下變形,并且當高于轉變溫度時恢復原始形狀的能力。這些特性使得支架能夠被裝載在管狀輸送系統中,應用到體內后又可膨脹至其功能形狀。

為了將鎳鈦諾成型為所需的結構,需使用特殊設計的心軸元件,從而使3D打印發揮作用。心軸由多個零部件制成,具有復雜的幾何形狀,使用傳統技術很難制造。此外,由于在加熱鎳鈦諾時使用心軸,因此必須要求完全均勻的對流。為實現這一目標,壁厚必須非常薄——再加之復雜的幾何形狀,使用傳統技術進行制造變得極具挑戰性。

使用3D Systems的ProX DMP 200打印機和3DXpert軟件,3D ProMetal能夠制造表面厚度僅為0.4 毫米的高度復雜不銹鋼心軸。此外,還能夠在心軸上直接打印螺紋絲錐,而非焊接螺母,從而消除額外的組裝工作。

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3D ProMetal專注于金屬3D打印帶來最大優勢的案例

未來不斷增長的市場


3D ProMetal公司的創始人看到了增材制造技術將加快重塑未來醫療設備制造方式的巨大機會。

“產品設計師受益于設計軟件的使用,由此體現出其決策對打印質量和成本的影響——例如零件方向、定位和支撐,” Harari和Shasha說?!巴ㄟ^整合增材制造,我們可以生產出超越以往質量的零件,并且比以往任何時候都更有效地完成工作。而且隨著更多客戶了解如何更好的利用增材制造所提供的一切時,增材制造的優勢將會繼續增長?!?nbsp; 

來源:南極熊3D打印

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