简介
Partial Hand Solutions 致力于为各个年龄段的被截肢者提供先进的技术自 2007 年成立以来，公司已经为许多现役军人、手部和手指局部截肢者以及有更多假体需求的儿童提供了功能性解决方案。
创始人 Matthew Mikosz 长期以来一直致力于创造患者特定假体，但最近却遇到了一个根本问题：如何以经济实惠的价格制造耐用的定制假体。在过去两年中，Matthew 使用外包注塑成型工作流程为各年龄段的患者提供假体，帮助他们改善活动能力并增强功能性。每个患者所需的假体规格都是特定的，但外购部件只能在五种规格中进行选择，而且需要两周时间才能到货。创始人 Matthew Mikosz 希望为患者提供真正的特定假体，但这一想法遥不可及。为实现这一目标，多年来他探索了各种技术：从注塑成型机到立体光固化 (SLA) 和熔融沉积成型 (FDM)3D打印机。3D打印 SLS 尼龙部件是他感兴趣的领域，但由于其成本较高，他一直无法真正
体验选择性激光烧结 (SLS) 3D打印技术。最近，Matthew 使用了 Formlabs 的新型 Fuse 1 SLS 打印机和 Fuse Sift 后处理站，为定制假体提供了新的可能性，而且每个部件的价格更实惠。
“我一直想购买一台 SLS 打印机，但当前的价位让我望而却步。
Fuse 1 非常适合像 Partial Hand Solutions 这样的小型企业。”
Matthew Mikosz
拥有 Fuse 1 和 Fuse Sift 之后，Matthew 觉得自己终于有能力生产患者特定的高性能 3D打印假体了。他第一次以小型企业能够承担的预算打印出轻巧、耐用和持久的部件。Fuse 1 的 SLS 3D打印技术与 Matthew 之前使用的其他 SLS 打印机有什么不同呢？Matthew 确认了两个核心优势：
1. 高效的工作流程降低了成本，并使设计时间最大化。
2. 高质量的部件使他的小型企业能够生产出卓越而持久的定制假体。
Matthew 的 Fuse 1 和 Fuse Sift 设置
第 1 部分：SLS 工作流程
“Fuse 1 和 Fuse Sift 配合得非常好，这正是我对此类工具的期望。”
Matthew 和许多高效的设计师一样，在布置办公空间时也是有条不紊的。高效的工作流程对于减少时间浪费和麻烦至关重要。最重要的是，这可以让他把更多时间花在设计上，减少清理杂乱部件的时间。
Fuse 1 和 Fuse Sift 适合相互配合协作。Formlabs 以设计增材制造工作流程而闻名，使任何规模的企业都能管理工业级质量的 3D打印技术。Fuse 1 和 Fuse Sift 的结合是多年设计和产品测试的结果，在市场上提供了最简单高效的 SLS 工作流程。
Matthew 在制作儿童假体 M Finger 时，采用了以下步骤：
1. 在 PreForm 中准备文件。Matthew 有两台 Form 2 桌面级立体光固化打印机，用于部件的原型制造，所以他具备使用 PreForm（Formlabs 打印机的打印准备软件）的丰富经验。PreForm 本身就上手简单，加上 Matthew 过去的经验，让他的过渡更加容易。
“即使之前没有使用过 Formlabs 打印机，PreForm 的设置也很容易上手。
可以轻松获得打印文件。”
2. 准备 Fuse 1。将粉末加入到 Fuse 1 中，并插入一个干净的光学盒。Fuse 1 的触摸屏上内置了打印前检查表，包含书面和视图说明，一步步解释每个步骤。
“进行几次操作之后，我甚至不需要再参考说明了。我在进行了几
次打印操作之后就掌握了打印机的窍门。”
3. 打印后对部件进行筛滤。Fuse Sift 会自动分配和混合新旧粉末，因此可以减少浪费并控制粉末供应。Nylon 12 Powder 能够以 30% 的刷新率生产出坚固的全功能部件，意味着用户可以使用最多 70% 的回收粉末进行打印。
“Fuse 和 Sift 的设计十分精巧。只需把部件从机器里取出来，走几步并放到Fuse Sift 中进行清洗，这真是太棒了。”
4. 对部件进行染色和组装。部件可以通过喷漆、染色、上漆、电镀和涂层来获得不同的颜色、表面和性能，例如水密性（涂层）和导电性（电镀）。Matthew 将他的 M Finger 放入热水中的高级染料溶液，搅拌 10 分钟。他的部件就此拥有了漂亮的黑色表面。制作儿童 M Finger（一种定制成型的高强度可控手指假体）涉及到从软件到打印再到后处理的过程。Matthew 一个人用一台打印机只花费几天时间就制作出了高质量的成品假体。使用 SLS 进行打印时，粉末回收的能力对小型企业至关重要。Fuse 1 经过精心设计，以尽可能低的单个部件成本提供最大产量，其构建平台可以紧密排布，将每一次打印运行的效率最大化。
Fuse 1 和 Fuse Sift 只需正常工作，然后就可以开始下一批部件的生产。
第 2 部分：尼龙部件的优势
Matthew 已经能够用一台 Fuse 1 3D打印机完全代替他的注塑成型外包工作流程。这在一定程度上归功于 Fuse 1 高效制造高质量部件的能力。据 Matthew 介绍，Fuse 1 尼龙部件具有四大优势：
1. 材料成本低。尼龙是一种经济实惠的材料，Fuse 1 经过优化，可以使用回收的粉末进行打印，以减少浪费。
“我以为尼龙粉末会很贵，但当我计算每个部件的成本时，手指部
件每次打印的成本是可以承受的。”
2. 设计自由。在打印过程中，部件由粉末支撑，所以不需要额外支撑。这样就可以轻松打印悬垂部位、复杂的几何形状、互锁部件、内部通道和其他复杂的设计。
“在未来设计工作中，使用 Fuse 1 能够拓展我的视野。
现在我思考的是如何改进我的工作，为患者创造更好体验。”
3. 高产高效。SLS 打印技术是速度最快的增材制造技术，用于制造具有功能性和耐用性的原型制品以及成品部件。在打印过程中，许多部件可以紧密排列，充分利用可用构建空间。“只需要两天即可获得装满打印机构建平台的成品，再也不需要花费几个星期时间等待注塑成型部件到货。”
4. 经过验证的成品材料。Fuse 1 上的尼龙打印件是高质量的热塑性部件，其机械性能与传统制造方法（如注塑成型或高端 SLS 机器）制造的产品类似。
“我以前用过 HP SLS 打印机。用 Fuse 1 制作的部件看起来和我
从 HP 得到的一样好，甚至更好。”
M Finger：去除后处理步骤
M Finger 是 Partial Hand Solutions 的旗舰产品，最初为从阿富汗归来的士兵开发。通过应用最小的移动部件间距，Matthew 能够用最少的后处理步骤来打印功能关节。Matthew 称，这将
“有助于我今后减少装配时间。这些部件轻轻一碰就能顺畅地随意移动。 打印功能关节的能力
让我印象深刻，我再也不需要外包这些部件了。”
这种可以打印出功能关节的预组装方式是 SLS 打印技术的独特属性，省去了 Matthew 之前外包工作流程中的整个后处理步骤。
Fuse 1 紧凑小巧，对工作台的空间要求并不高，但乍一看，Matthew 并不确定它是否能打印出他所需的部件量。但当他开始将部件装进成型室时，他意识到 Fuse 1 的紧凑外观是有误导性的。
“一开始我以为 Fuse 1 的成型体积会太小。但你真的可以在里面装很 多部件。我两天就打
印出了 160 个手指部件，真是令人印象深刻。”
展望未来，Matthew 一直致力于在 M Finger 的基础上进行新的手指设计。他认为，内部 SLS 3D打印技术为他开辟了新的技术途径，使他能够为未来的患者创造出精美的假体。
更换碳纤维：模座
钛合金手指连接 3D打印的模座，该模座与患者的身体相连。除了手指，模座还可以连接其他类型的假体设备，如抓握工具。传统 上，Matthew 一直使用碳纤维来制作他的模座，其过程昂贵且劳动强度大。
而今，可以在内部以经济实惠的价格创造出各种各样的模座，甚至可以根据患者的特殊需求进行定制或调整。最重要的是，与碳纤维部件相比，模座的质量和功能都更好，并将作为成品部件直接用于患者。Matthew 说：
“在这些 Fuse 1 打印件上，我完全没有注意到任何层纹。我按照推荐的公
差进行加工，做出的部件让我喜出望外。模座的质量非常出色。部件的整体
质量真的让我很惊讶，也很满意。我能够在打印出来后就直接使用。”
大批量打印：肘部
需要安装假体的儿童患者往往会被套上为成人制造的部件。这些部件对孩子来说可能会很重，直到他们成年后才适合佩戴。Matthew 为一名 10 岁的男孩设计了这款儿童肘部和肩部假体，配备了 Fuse 1 尼龙部件，其中包含了滑动部件和棘轮，组装后即可使用。尽管尺寸较大，但肩部假体部件仍保持了 Fuse 1 尼龙部件应有的质量。考虑到部件的尺寸，Matthew 发现，由于减少了小缝隙和残留粉末，肩部假体部件在 Fuse Sift 中甚至比手指部件更容易清洗。虽然与小部件相比，肘部假体部件的打印时间更长，但 Matthew 表示：
“考虑到它的大小，我觉得这种大部件的打印时长是合适的。”
Fuse 1 SLS 3D打印机在医疗领域的应用
Formlabs 很荣幸能够通过 Fuse 1 SLS 3D打印机以及 Fuse Sift 粉末回收站为各种规模的企业降低外包成本并提高循环次数。从迭代第一版概念设计到制造具有生物相容性和可灭菌性的Nylon 12 Powder 成品，控制您的整个产品开发流程。Fuse 1 是一款经济实惠的 SLS 3D打印机，占用空间小、工作流程简单。高性能 3D打印技术终于触手可及。
无论是打印患者特定假体、医疗设备原型还是手术工具，Fuse 1 都让高性能医疗 3D打印技术触手可及，为患者提供真正的定制产品。综合优势超出了 Matthew 刚拿到 Fuse 1 时的预期，他最终宣布：
“我喜欢这台机器。拥有 Fuse 1 和 Fuse Sift 之后，一切都意义非凡。
总体来说，我给 Fuse 1 打满分。”
