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内部3D打印加快了医疗设备开发的设计和测试速度

公司简介

公司   Coalesce

行业:制造业

概况: Coalesce Product Development是一家位于英国的医疗设备设计公司,专注于为制药公司和医疗创业公司开发药物输送产品。为制药公司和医疗初创公司开发药物输送产品。

面临的挑战:用传统方法制作一个具有严格公差的吸入器原型,以及用于测试的夹具,需要很长的交货时间。

解决方法:通过在内部使用立体光刻3D打印技术,Coalesce在几天内就生产出了一个完成的和涂色的原型,用于测试和向客户展示。

结果:

– 原型的准备时间减少了80-90%,从1-2周到1-2天

– 制造吸入器外壳的成本减少96%,从250英镑减少到11英镑。

– 3D打印的原型用于临床研究,并在会议上被误认为是最终产品。

 

Coalesce使用3D打印原型来测试设计和功能。在这里,用Formlabs透明树脂打印的部件被用来测试不同弹簧的燃烧速度。

 

 

概况

位于英国的医疗设备设计公司Coalesce开发了包括吸入器和注射器在内的药物输送设备。

医疗设备通常具有复杂的形状,难以用传统方法制作原型。它们需要适合人体的有机形状,因此必须在尺寸、重量和形状之间取得完美的平衡,同时在测试和迭代时功能齐全。

Coalesce需要生产原型,作为人类因素评估的外部形式和技术评估的内部机制。为了测试产品,该公司还开发了自己的测试台架、夹具和固定装置。

内部3D打印使Coalesce的工业设计师Vinnay Chhabildas能够利用CAD开发的复杂、定制的形式,在几天内而不是几周内将其变成物理原型。

Coalesce的呼吸分析装置是用白色树脂3D打印的,分辨率为25微米。

 

挑战

Coalesce设计呼吸分析设备(BPD)的目的主要是为了用数字方式来评估哮喘病人的吸气流量曲线。临床医生用来测量病人肺功能的肺活量测量仪,往往既昂贵又笨重,便携式的技术上又无法满足需求。。在我们购买/引进/采购Form2打印机之前,BPD是肺活量测量仪的廉价和便携替代品。

Chhabildas公司需要原型既具有光滑的表面光洁度、坚固性和耐用性,又能容纳内部PCB的安装和固定装置。

多年来,该公司一直将立体光刻技术(SLA)的3D打印外包给服务商。在试验了其他原型解决方案,如熔融沉积成型(FDM)3D打印后,他们发现SLA技术在表面质量方面无可比拟。

 

“在我们投资于Form 2打印机之前,我们完全依赖外包原型制作。我们没有像在使用Form 2那样,一天内进行几次迭代。这样迭代的周期更长,而且我们对需要手工加工的关键形状把握太少。”

后期处理包括移除支撑物,并为3D打印的零件上底漆、喷漆和组装做准备。

 

 

解决方法

Coalesce使用两台Form 2 SLA打印机,在内部开发和制作BPD设备外壳的关键架构原型。设计师们选择了白色树脂,因为它具有光滑的表面和机械性能,这使他们能够钻孔和添加黄铜嵌件。

 

“立体光刻技术在特征分辨率、表面光洁度、耐用性、材料选择和尺寸精度方面提供了一个良好的平衡。因为我们开发的是带有移动部件的设备,所以我们需要一种有效的方法来在内部制作小型机制的原型。在过去的几年里,我们一直关注着3D打印技术的发展,我们喜欢Formlabs的方法。当Form 2发布时,我们立即订购了一台,几周后又订购了第二台”。

 

 

结果

最初,3D打印的原型被用来开发产品的结构。当设计稳定后,打印的部件被涂上油漆,并被带到一个会议上,即肺部药物输送(DDL)。

这些原型看起来非常逼真,以至于被误认为是市场上的产品。最终,同样的设备原型被用于一项临床研究。参与者被要求在设备上 “按照他们认为的那样 “吸气。结果表明,在不同的无指导的吸气情况下,会出现多大的差异。

使用第三方供应商的成本将比内部打印部件的原始成本高出约20倍。BPD的外壳在Form 2上的生产成本为11英镑,而外包时则约为250英镑。然而,根据Chhabildas的说法,真正的好处是节省了时间:这些零件只需要8个小时就能打印出来,并能在几天内完成并上色。同样的过程需要外部承包商花费一到两周的时间。

吸入器外壳

内部3D打印

外包3D打印
成本

11镑

250镑

交付时间

1-2天

1-2周

 

“我们的两台Form 2机器几乎都在不断使用。我们已经学会了如何从机器和材料中获得更佳效果,以及如何对零件进行加工,使其看起来尽可能地接近制造的零件。我们可以设计出带有功能夹子的零件,甚至可以添加螺纹插件,使零件可以拧在一起。”

 

用于医疗设备的3D打印

使用Formlabs 3D打印机,Coalesce Product Development将其医疗设备外壳的交货时间缩短了80-90%,并实现了96%的成本降低。

医疗设备的外壳缩短了80-90%,并实现了96%的成本降低。