3D-printimine Muudab Proteeside Tootmise Revolutsiooniliseks

2023 Autor: Hannah Pearcy | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-08-25 03:37

Varem oli proteeside ja ortooside tootmine tavapäraste meetodite abil pikk, keeruline ja seetõttu kallis. Lisandite tootmine lubab selle heastada. Ortopeedilise tehnoloogia praktilises keskkonnas selgus aga kiiresti, et vaid ühe prindipeaga väljakujunenud lisanditrükiprotsessid ei olnud piisavalt ökonoomsed, kuna valmistamisprotsess oli aeganõudev ega vastanud meditsiinitöötaja ootustele.

Pro-O-light võrk seisis silmitsi väljakutsega seda olukorda parandada koos Mittweida Tehnikakõrgkooli ja masinaehituse ning elektritööstuse partneritega. BMWI rahastatud projekti raames tuli välja töötada uus printer, mis kasutaks pöörlevat töölauda ja kuni nelja prindipead, mis töötaksid samaaegselt. Tänu sellele uuele lähenemisele on võimalik saavutada kõrge töökiirus.

Pildigalerii

Proteesini vähem kui 60 minutit

Kuna prindipead töötavad ainult ühesuunaliselt, on võimalik kujundada spetsiaalne prindipea düüside geomeetria. Kui keskmiselt kasutatakse nelja prindipead, saab proteesi printida vähem kui 60 minutiga. Lisaks loob uus protsess kerge, mugava struktuuriga ortoosi. Ajamitehnoloogia, mille eest vastutab JAT (Jena ajamitehnoloogia), mängib otsustavat rolli.

Kuidas 3D-printer töötab?

Suure tootmiskiiruse saavutamiseks oli vaja kasutada mitut prindipead korraga ja keskmise teepikkusega. Kuna need segavad trükiprotsessi ajal nende mehaanilisi juhikuid, tuli välja töötada uus tehnoloogia. See seisnes tooriku mitte asetamises fikseeritud lauale või lauale, mida saab tavapäraselt XYZ-i suunas liigutada, vaid selle asemel, et seda trükiprotsessi ajal pöörata. Kuna geomeetriatel on prindipea otsik juba puutujaga joondatud, siis on võimalik saavutada palju suurem trükikiirus.

Jõuülekande nõuded

Proteeside printimisel vajaliku protsessikiiruse saavutamiseks on vaja spetsiaalset prindipea ajami kontseptsiooni. Uut tüüpi trükkimine võimaldab protsessi kiirust kümme korda suurendada. See nõuab mitmete peade samaaegset kasutamist ja täiendavat printimiskiiruse suurendamist uue pihusti geomeetriaga prindipea väljatöötamise kaudu.

Üks suurimaid väljakutseid oli prindipeade ja nende ajami koostoime:

• Vastupidiselt praegusele tehnika tasemele ei pea prindipead üksteise järel tööasendisse liikuma ja seal trükiprotsessi läbi viima, vaid samal ajal positsioneerima ennast eraldi trükigeomeetriasse - prindipeade põrumine on võimatu.
• Seega asetatakse need õigel ajal vastavale puutujale ja selle dünaamilise protsessi käigus pressitakse välja õige kogus trükimaterjali.
• Pidevalt muutuv ulatus, vastava prindipea erinevad kiirused, sellega seotud erinevate materjalikoguste arvutamine ja nende komponentide sõltuvus on täiesti uus, kuid vajalik valmistamisviis.

Ajasüsteem hinnatundlike rakenduste jaoks

Kulueesmärgi saavutamiseks valiti Ecostepi ajamissüsteem. See sobib eriti hästi hinnatundlikesse rakendustesse, kuna see töötab mitmepooluselise servomootoriga, mille tagasiside on koodri kujul. Võrreldes ilma suletud asendi regulaatorita ajamitehnoloogiatega saavutatakse märkimisväärselt kõrgem dünaamika ja tööohutus, kuna pole ohtu, et mootor kaotab oma positsiooni. Ajamikontroller pakub ka head ühenduvust kõrgema taseme süsteemidega, näiteks PLC-ga.

Seminari nipp

Servoajamite põhiseminaril osalejad õpivad põhiteadmisi servoajamite optimaalseks parameetrimiseks ning liikumiskontrollerite funktsioonide juhtimiseks ja juhtimiseks.

Ajamite realiseerimine

• 3D-kiirpöördprinteri mehaaniline disain nõuab kokku kaksteist Ecostepi draivi.
• Spindelülekandeid kasutatakse horisontaalse ja vertikaalse Y- ja Z-telje jaoks, mis vastutavad ekstruuderi paindliku paigutuse eest.
• Mootor on Ecostepi seeria 23S21 mootor, millel on absoluutne anduri tagasiside.
• Sama ajamitüüp paigutab ka pöördlaua.
• Materjali edastamiseks spetsiaalselt selle rakenduse jaoks välja töötatud prindipeadesse kasutatakse nelja inkrementaalkoodritega Ecostep 17H13 mootorit.
• Neid kolme telge interpoleeritakse lineaarselt. Algoritm on integreeritud Ecovario D114 servovõimendisse. Kuna see servovõimendi on kompaktne topeltväljund, juhivad kaksteist mootorit kuus võimendit.

Kasutajate kohtumine mehhatroonilise ajamitehnoloogiaga

Mehhatroonilise ajamitehnoloogia kasutajakohtumisel keskendutakse käikude, sidurite ja pidurite mehaanilistele komponentidele, samuti nende kujundusele, mõõtmetele ja koostoimele üldises mehhatroonilises süsteemis.

Rohkem infot

Ajamid dünaamiliste rakenduste jaoks

Parima võimaliku printimistulemuse saavutamiseks täpsuse ja kiiruse osas on oluline, et draivid vastaksid veebile. Eriti sellistes väga dünaamilistes rakendustes näitavad Ecostepi ajamid oma tugevusi, sest isegi koormuse kõikumiste korral on tänu asukoha tagasisidele tagatud määratud tee täpne jälgimine. Kuna Ecostepi ajamite puhul, mis on analoogsed klassikaliste, aga ka kallimate servomootoritega, on reguleeritud nii kiirus kui ka asukoht.

Finišijoonel

Juba nüüd, umbes pool aastat enne projekti lõppu, eeldatakse, et seatud täpsus- ja dünaamilisuse kriteeriumid saavutatakse. Tõsiasi, et uuenduslik trükiprotsess aitab kaasa paremale arstiabile, muudab nende pühendumuse veelgi väärtuslikumaks. Nagu seda tüüpi projektide puhul, kus osalevad mitmed osalejad, on kurat lõppkokkuvõttes detailides ja osalejate vahelises kooskõlastamises. Prototüüpide praktilist sobivust juba katsetatakse.