3D ProMetal公司利用3DXpert 增材制造軟件優(yōu)化下一代醫(yī)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(jī)是可幫助3D ProMetal公司更高效地生產(chǎn)強(qiáng)大的產(chǎn)品。3D ProMetal公司專(zhuān)門(mén)制造用于醫(yī)療植入物生產(chǎn)的外科手術(shù)設(shè)備及組件。聯(lián)合創(chuàng)始人Boaz Harari和Uri Shasha在使用傳統(tǒng)制造方法設(shè)計(jì)和制造醫(yī)療元件方面擁有20多年的豐富經(jīng)驗(yàn)。

認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)制造的局限性以及增材制造（AM）所提供的新機(jī)會(huì)，3D ProMetal公司建立了一個(gè)3D打印服務(wù)中心，專(zhuān)門(mén)研究可以從附加生產(chǎn)中受益的醫(yī)療組件。

在深入調(diào)研領(lǐng)先的3D打印機(jī)供應(yīng)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(jìn)醫(yī)療器械制造
3D ProMetal公司在增材制造的使用方面專(zhuān)注于那些能夠極大化受益于技術(shù)的案例。
據(jù)Harari所說(shuō)，客戶(hù)選擇3D ProMetal公司主要有兩個(gè)原因：”首先，我們的原型制造時(shí)間是幾天而非幾周之久。更重要的是，客戶(hù)需要生產(chǎn)的復(fù)雜幾何形狀，要么根本不能使用傳統(tǒng)方法制造，要么使用3D打印更具成本效益�！�

在某些情況下，這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)整合了多個(gè)零件，即可節(jié)省裝配工作，又可延長(zhǎng)零件的耐用性。在其他情況下，復(fù)雜設(shè)計(jì)可以增強(qiáng)產(chǎn)品功能特性。

經(jīng)過(guò)對(duì)領(lǐng)先3D打印機(jī)供應(yīng)商的全面基準(zhǔn)測(cè)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(gè)方面都具備的專(zhuān)業(yè)知識(shí)， 涵蓋設(shè)計(jì)到后處理的整個(gè)過(guò)程�！� Shasha說(shuō)道。具體而言，3D ProMetal公司對(duì)ProX®DMP 200打印機(jī)生產(chǎn)小型零部件所達(dá)到的質(zhì)量印象深刻。

它選擇使用的材料是3D Systems的LaserForm®316L—— 一種能夠經(jīng)受滅菌的高耐腐蝕性不銹鋼材料�！按蛴�機(jī)的能力已超出我們的預(yù)期——可以打印出質(zhì)量?jī)?yōu)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(bǔ)充道。

3DXpert™幫助3D ProMetal公司準(zhǔn)備并優(yōu)化用于打印的3D CAD模型

打印機(jī)必備軟件：準(zhǔn)備并優(yōu)化增材制造
獲得成功的金屬打印不僅僅需要一臺(tái)優(yōu)質(zhì)的3D打印機(jī)以及合適的材料。

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

導(dǎo)入3D CAD模型——3DXpert在處理B-rep（實(shí)體和曲面而非面片幾何）方面具有獨(dú)特之處，可確保數(shù)據(jù)完整性和精確的幾何形狀。“我們要求客戶(hù)提供B-rep文件（原始CAD文檔，如SOLIDWORKS文檔、STEP或IGES文件），因?yàn)榕c使用基于面片的模型相比，對(duì)于區(qū)域的定義要容易得多，”Shasha如是說(shuō)。

將零件定位在構(gòu)建托盤(pán)上——3D ProMetal利用3DXpert的自動(dòng)分析和定位工具在構(gòu)建托盤(pán)上設(shè)置零件的正確方向�！拔覀冎�道哪些區(qū)域必須具有高質(zhì)量，因此不能朝下放置或在其表面設(shè)置任何支撐，我們使用自動(dòng)定位分析工具進(jìn)行相應(yīng)的零件定位，”設(shè)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(wǎng)格）優(yōu)化3D打印設(shè)計(jì)，并在滿(mǎn)足所需規(guī)格的同時(shí)為制造做好準(zhǔn)備（例如，移除需要支撐或更改角度的內(nèi)部特征，從而避免使用支撐）。

設(shè)置支撐——3D ProMetal使用3DXpert的自動(dòng)化工具以及手動(dòng)控制功能來(lái)設(shè)置足夠的支撐，在防止變形的同時(shí)保持表面質(zhì)量。

文件切片，配置構(gòu)建平臺(tái)，排版布局，并發(fā)送打印任務(wù) ——為了最大限度地提高打印機(jī)的利用率，3D ProMetal使用3DXpert的自動(dòng)排版布局功能，在構(gòu)建平臺(tái)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(zhì)量的零部件，還通過(guò)3DXpert打印估算工具評(píng)估所有報(bào)價(jià)打印時(shí)間和使用材料，確�？蛻�(hù)獲得準(zhǔn)確的時(shí)間和成本估算。Shasha說(shuō)：“我們已經(jīng)對(duì)工具進(jìn)行了微調(diào)，打印時(shí)間的估算可精確到每分鐘。這項(xiàng)功能確保了報(bào)價(jià)的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)保證我們的利潤(rùn)�！�

3DXpert助力3D ProMetal公司在最短的交付周期內(nèi)提供最高質(zhì)量的零件

使用增材制造實(shí)現(xiàn)增值的典型案例
自擴(kuò)張支架用于經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣植入（TAVI）的手術(shù)。這些支架通常由鎳鈦合金制成，充分利用了該材料獨(dú)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(nèi)容納較大的可回收應(yīng)變能力。形狀記憶是在給定溫度下變形，并且當(dāng)高于轉(zhuǎn)變溫度時(shí)恢復(fù)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(tǒng)中，應(yīng)用到體內(nèi)后又可膨脹至其功能形狀。

為了將鎳鈦諾成型為所需的結(jié)構(gòu)，需使用特殊設(shè)計(jì)的心軸元件，從而使3D打印發(fā)揮作用。心軸由多個(gè)零部件制成，具有復(fù)雜的幾何形狀，使用傳統(tǒng)技術(shù)很難制造。此外，由于在加熱鎳鈦諾時(shí)使用心軸，因此必須要求完全均勻的對(duì)流。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，壁厚必須非常薄——再加之復(fù)雜的幾何形狀，使用傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行制造變得極具挑戰(zhàn)性。

使用3D Systems的ProX DMP 200打印機(jī)和3DXpert軟件，3D ProMetal能夠制造表面厚度僅為0.4 毫米的高度復(fù)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。

3D ProMetal專(zhuān)注于金屬3D打印帶來(lái)最大優(yōu)勢(shì)的案例

未來(lái)不斷增長(zhǎng)的市場(chǎng)
3D ProMetal公司的創(chuàng)始人看到了增材制造技術(shù)將加快重塑未來(lái)醫(yī)療設(shè)備制造方式的巨大機(jī)會(huì)。

“產(chǎn)品設(shè)計(jì)師受益于設(shè)計(jì)軟件的使用，由此體現(xiàn)出其決策對(duì)打印質(zhì)量和成本的影響——例如零件方向、定位和支撐，” Harari和Shasha說(shuō)。“通過(guò)整合增材制造，我們可以生產(chǎn)出超越以往質(zhì)量的零件，并且比以往任何時(shí)候都更有效地完成工作。而且隨著更多客戶(hù)了解如何更好的利用增材制造所提供的一切時(shí)，增材制造的優(yōu)勢(shì)將會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)�！�