Phoenix GmbH & Co. KG - инженерная компания, которая специализируется на разработке продуктов с использованием 3D-печати и 3D-сканирования в области спорта и ортопедии.
В прошлом году их клиент, ортопедическая клиника в Германии, попросила Phoenix разработать технологическую цепочку, чтобы уменьшить нагрузку на врачей, так как стандартный способ создания ортезов для детей был очень неэффективным.
Стандартный способ изготовления ортезов
Большинство пациентов в этой клинике - дети, которым нужно часто посещать врача для производства новых ортезов по мере того, как их стопы растут. Частота посещений может варьироваться в зависимости от каждого пациента, но каждый раз производства ортеза будет одинаковым:
- Проведение измерений для моделирования стельки
- Моделирование стельки
- Проверка насколько стелька подходит
- Внесение корректировок
- Подготовка стопы для гипсования
- Гипсование формы
- Отливка формы
- Внесение корректировок в форму
- Вакуумная термоформовка ортеза
Стандартный способ изготовления ортеза неэффективен, поскольку он трудоемок (на этапах с 3 по 6 требуются два специалиста). Кроме того, если на этих этапах что-то пойдет не так в производстве ортезов, весь процесс должен быть повторен заново. Есть также некоторые юридические проблемы с гипсовыми формами. Они должны храниться должным образом, а это занимает много места. Наконец, гипс неудобен для многих пациентов.
Как производятся ортезы сейчас.
Технологическая цепочка производства новых ортезов была значительно сокращена:
- Измерение стопы
- Сканирование существующей гипсовой формы
- На основе замеров автоматически делается прототип новой формы
- Новую форму печатают на 3D-принтере
- Вакуумная термоформовка ортеза
Давайте посмотрим более подробно, как была реализована новая технологическая цепочка.
Сканирование существующей гипсовой формы c помощью 3D-сканера Calibry.
На этом этапе важно правильно расположить сканер: угол между Calibry и поворотным столом составляет 45 *; высота штатива 60см; а расстояние между объективом и центром поворотного стола должно быть 62см.
Важно, что стандартизированная установка гарантирует оптимальный результат и не требует никаких инженерных знаний от оператора.
Гипсовая форма сканировалась с обеих сторон, причем каждый скан содержало около 500 кадров.
Кто-то может спросить, можно ли сразу сканировать стопу пациента (например, есть новый пациент, и для него еще не сделали гипсовую форму), а затем обработать 3D-модель в программном обеспечении?
На данный момент в производстве ортезов создание исходной формы производится традиционным способом. Скан формы отличается от скана стопы, так как 3D-скан содержит много анатомических деталей ноги, которая нуждается в лечении, тогда как гипсовая форма имеет упрощенную и уже анатомически правильную геометрию. В настоящее время Phoenix разрабатывает алгоритмы, которые также автоматизируют создание исходной формы. Таким образом, в будущем производство ортезов станет полностью бесконтактным.
Обработка 3D-сканов в Calibry Nest
Два скана формы были зарегистрированы, вырезаны из плоскости и объединены. В результате обработки было получено детальное изображение гипсовой форме. Модель в формате STL был готов к последующей работе в Geomagic Wrap.
Последние шаги
«Герметичные» STL-модели были перенесены в плагин Geomagic Wrap, где они были автоматически «выращены» в соответствии с более чем 12 параметрами. Затем новая форма была напечатана на 3D-принтере. Конечный продукт, новый ортез, был получен методом вакуумного термоформования.
Заключение
В результате автоматизации производства персонал клиники принимают минимальное участие в создании ортеза. Рабочая нагрузка на врачей была снижена на 40%. Стандартизация процесса гарантирует оптимальные результаты независимо от опыта оператора в 3D-сканировании.
"До Calibry нам приходилось использовать более дорогие и менее удобные сканеры для выполнения тех же задач. Это являлось сдерживающим фактором при внедрении 3D-сканеров в сектор B2B, где пользователь не является экспертом в сканировании", - комментирует Эмиль Ворготтер, инженер в сфере 3D-сканирования и аддитивного производства.
Ортопед не обязательно должен быть экспертом в CAD. Calibry Nest позволяет генерировать оптимальную полигональную сетку для автоматического преобразования данных и проектирования в CAD. Моделирование формы в Geomagic Wrap полностью автоматизировано и легко воспроизводится. В отличие от гипсовых моделей, цифровым не требуется физического места для хранения, при этом изготовление цифрового ортеза удобнее для пациентов, поскольку оно бесконтактно.
Фотографии предоставлены Phoenix Gmbh & Co
поделиться статьей с друзьями
добавить сообщение