Shukla Medical stampare in 3D prototipi di strumenti chirurgici con la Markforged Metal X

STAMPANTE 3D MARKFORGED METAL X UTILIZZATA PER PROTOTIPARE STRUMENTI CHIRURGICI PER SHUKLA MEDICAL

Il pluripremiato fornitore di stampanti 3D Markforged ha annunciato che Shukla Medical , un produttore di strumenti chirurgici, ha utilizzato il suo sistema Metal X per stampare in 3D prototipi di strumenti chirurgici, riducendo così i costi annuali dell’azienda.

Utilizzando il materiale in acciaio inossidabile 17-4PH con Metal X, Shukla è stata in grado di stampare in 3D prototipi in metallo dei suoi strumenti chirurgici che assomigliano molto al prodotto finale. I chirurghi sono quindi stati in grado di acquisire esperienza pratica e sicurezza nell’uso degli strumenti chirurgici prima di entrare in sala operatoria. L’implementazione di Metal X nell’ambito del suo processo di prototipazione non solo ha permesso a Shukla di ridurre al minimo il tempo trascorso in sala operatoria, ma anche di accelerare il time-to-market degli strumenti chirurgici rispetto alla lavorazione CNC, oltre ad aumentare la sicurezza e ridurre i tempi di recupero per pazienti.

“Il chirurgo può immaginare di usarlo nell’incisione reale e può dirci se si sente nel modo giusto nelle loro mani”, commenta Zack Sweitzer, responsabile dello sviluppo del prodotto presso Shukla Medical.

“LA STAMPA 3D DEL PRODOTTO PROTOTIPO AIUTA I NOSTRI CHIRURGHI A TESTARE LA PARTE NELLE LORO MANI PRIMA DI ANDARE IN SALA OPERATORIA, QUINDI HANNO GIÀ L’ESPERIENZA E LA FIDUCIA NELLO STRUMENTO.”

Shukla Medical, una sussidiaria del produttore aerospaziale SS White Technologies , progetta e produce set di strumenti medici universali. La società si concentra in particolare sugli strumenti di estrazione per interventi di revisione, che circonda l’implementazione e la rimozione di impianti ortopedici sui pazienti. Un esempio di strumento di rimozione di impianti ortopedici comprende il sistema di rimozione di impianto spinale universale Xtract-All Spine dell’azienda.

Gli strumenti di Shukla sono dotati di funzioni che consentono di risparmiare tempo per i chirurghi in sala operatoria, come connessioni rapide e più opzioni di estrazione. Tuttavia, prima che le parti finali possano essere fabbricate, i prodotti devono essere prototipati e testati dagli stessi chirurghi ortopedici, che sono tenuti a verificare la forma e l’adattamento. In precedenza la società si affidava alla lavorazione CNC per eseguire l’iterazione dei suoi prototipi, tuttavia questo si è rivelato un processo lento e ha impedito a Shukla di portare rapidamente il suo prodotto sul mercato.

Inizialmente, la società ha acquistato una stampante 3D in fibra di carbonio da Markforged nel 2017 per accelerare il time-to-market dei suoi strumenti chirurgici utilizzando prototipi di plastica. Sebbene l’acquisto abbia avuto successo, gli ingegneri di Shukla volevano fabbricare prototipi in metallo dei dispositivi di estrazione per renderli il più vicino possibile ai prodotti finali, a beneficio dei chirurghi. Il team ha quindi deciso di investire anche in un sistema Metal X, che utilizza un processo chiamato Atomic Diffusion Additive Manufacturing (ADAM) per la stampa di parti metalliche in 3D.

“I prototipi in plastica sono perfetti per forma e adattamento, ma non possiamo testarli per funzionalità”, ha spiegato Adam Gosik-Wolfe, un ingegnere meccanico del team di sviluppo di Shukla Medical. “Consegnare ai chirurghi un modello quasi identico dello strumento che avrebbero utilizzato in sala operatoria ha aumentato immensamente il valore del feedback dei clienti.”

Utilizzando il materiale in acciaio inossidabile 17-4 PH, Shukla Medical è stata in grado di prototipare i suoi strumenti di rimozione ortopedica nello stesso materiale di molti dei prodotti finali. La Metal X ha offerto diversi vantaggi anche alla società rispetto alla lavorazione CNC, tra cui una riduzione dei tempi di consegna per i prototipi e una maggiore libertà di progettazione, consentendo la produzione di utensili con forme complicate. La lavorazione CNC di un prototipo in metallo richiederebbe tra i 7 ei 40 giorni per produrre, mentre la stampa 3D delle parti richiede solo una media di 2,7 giorni. “La lavorazione a controllo numerico richiede molta preparazione e deve essere fisicamente presente e impostare i programmi e il software CAM”, afferma Sweitzer. “Con le stampanti 3D, puoi semplicemente stampare e andartene.” Gosik-Wolfe aggiunge:

“RISPETTO AD UN CNC TRADIZIONALE, PUOI PROVARE FORME PIÙ COMPLICATE O CORRERE PIÙ RISCHI DI PROGETTAZIONE CON IL METAL X.”

Shukla ora utilizza sia la stampante 3D in fibra di carbonio sia il sistema Metal X per prototipare i suoi strumenti chirurgici. I prototipi di plastica iniziali vengono progettati, stampati e inviati ai chirurghi per il feedback, dopodiché la società utilizzerà la sua stampa Metal X per 3D, il prototipo finale per la valutazione dei chirurghi. Alla fine, l’azienda prevede di combinare sia la stampa 3D che la lavorazione CNC per ottimizzare il processo di prototipazione generale.

Annunciato per la prima volta a gennaio 2017 , il sistema Metal X di Markforged è una stampante 3D basata su FFF in grado di stampare in metallo, grazie alla sua tecnologia ADAM . Il processo utilizza materiale polimerico fuso con polvere di metallo per stampare la parte, che viene quindi lavata per rimuovere parte del legante di plastica. Segue quindi una fase di sinterizzazione della fornace, in cui la polvere di metallo si fonde in un metallo solido, ottenendo la parte finita.

Oltre all’acciaio inossidabile 17-4PH, il Metal X è compatibile con varie altre leghe metalliche, tra cui acciaio per utensili A2 e acciaio per utensili D2. Da quando è stato spedito ai clienti ad aprile 2018, Markforged ha anche introdotto H13 Tool Steel e Inconel 625 come materiali compatibili con Metal X.

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