Additive Fertigung macht zunächst einmal komplex

1. Mai 2022 Durch gesponserte Inhalte

Von Tyler Stark, Senior Director für Additive Fertigung und Innovation, Spectrum Plastics Group

Additive Fertigung (AM), auch bekannt als 3D-Druck, umfasst eine innovative Reihe fortschrittlicher Technologien, die die Herstellung einer Vielzahl von Komponenten und Produkten mit bemerkenswert komplexen und hochauflösenden Merkmalen ermöglichen, die im Rahmen der Einschränkungen der traditionellen Fertigung oft nicht erreicht werden können Methoden. Neue AM-Technologien, Geräte und Spezialmaterialien dringen weiterhin rasant auf den Markt. Letztendlich fördert fortschrittliche AM kreatives Engineering, innovatives Rapid Prototyping und einen nahtlosen Übergang zur Massenfertigung und treibt so das Design medizinischer Geräte voran.

Zu den beliebten AM-Technologien gehören:

Medizinische Anwendungen für AM

Mithilfe additiver Fertigungstechnologien können Medizingeräteunternehmen schnell innovative Geräte der nächsten Generation entwickeln, die auch an sich ändernde Produktionsanforderungen angepasst werden können.

Zu den Vorteilen der additiven Fertigung gegenüber herkömmlichen Fertigungsmethoden wie maschineller Bearbeitung, Spritzguss und Extrusion gehören:

Proprietäre/kundenspezifische Prozesse

AM in der Medizinbranche schreitet weiter voran, insbesondere die Zahl neuer AM-Materialien mit hochspezifischen technischen Eigenschaften. Fortschritte bei Software und Hardware verbessern auch die Präzision und Steuerung der Durchflussrate und ermöglichen so hochpräzise Teile. Je nach Teilegeometrie und Komplexität können die Toleranzen bis zu +/-0,0005 Zoll betragen.

AM ist alltäglich geworden, verfügt jedoch nur über begrenzte Möglichkeiten und Angebote zur Einbindung von Hochleistungsthermoplasten, die aufgrund der großen Anzahl verfügbarer thermoplastischer Materialien wie Acryl, ABS, Nylon, PLA, Polycarbonat und Polyether weitaus mehr Designflexibilität als Metalle bieten können Sulfon, PEEK, Polyethylen, Urethane und kundenspezifische Materialien. Diese Materialien können durch chemische oder mechanische Manipulation verändert werden, um physikalische Eigenschaften wie Schlagfestigkeit, mechanische Festigkeit, Hitzebeständigkeit, chemische Beständigkeit, Schmierfähigkeit, Abriebfestigkeit, Sterilisationsbeständigkeit, Biokompatibilität, Transparenz und geringe Wasseraufnahme zu verbessern.

Spectrum verwendet AM, um alle thermoplastischen Materialien in medizinischer Qualität zu verarbeiten. Die Materialkonsistenz ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und Wiederholbarkeit der additiven Fertigung. Um die größtmögliche Kontrolle über die Materialqualität und -konsistenz zu erreichen, stellt Spectrum seine eigenen Filamente her. Alle Produkte werden aus medizinischen Materialien und Zusatzstoffen der USP-Klasse VI und/oder ISO 10993 hergestellt, die biokompatibel, rückverfolgbar und zertifiziert sind.

Spektrum der additiven Fertigung

Spectrum hat Spec+ Additive Manufacturing entwickelt, seine eigene proprietäre AM-Ausrüstung und -Prozesse zur Herstellung medizinischer Produkte, die andere Unternehmen nicht herstellen können, wie z. B. hochpräzise Einzel- und Mehrlumenschläuche in medizinischer Qualität – eine Premiere in der Branche. Diese proprietäre Technologie stellt Prototypen von Mehrlumenschläuchen her und erweitert die Grenzen von Design, Materialien und Geschwindigkeit für Schläuche in medizinischer Qualität. Mit dem Spec+-System kann an einem einzigen Tag ein Multi-Lumen-Schlauch in voller Länge nach Spezifikation hergestellt werden (im Vergleich dazu kann es beim Standard-Extrusionsprozess bis zu drei oder mehr Düseniterationen und Wochen dauern, bis ein Prototyp einer Multi-Lumen-Extrusion verfeinert wird). Spec+ druckt einfach das gesamte Extrusionsprofil aus der ersten Aufnahme des angegebenen Materials.

Zukünftige Fortschritte

Miniaturisierung ist ein vorherrschender Trend in der Medizingeräteindustrie. Durch integrierte AM-Prozesse und -Materialien in Kombination mit sorgfältigen Systemsteuerungen können hochpräzise Teile im Mikromaßstab hergestellt werden, die sowohl für die schnelle Prototypenerstellung als auch für die Produktion geeignet sind. Spectrum AM-Technologien können unglaublich kleine Teile aus nahezu jeder Art von Thermoplast drucken – sogar aus mehreren Materialien zusammen in einem einzigen Druck. Teile können so klein sein, dass sie mit bloßem Auge oft schwer zu erkennen sind.

Die Vorteile von AM sind vielfältig, darunter Rapid Prototyping, Produktanpassung und die Erstellung komplexer Oberflächenstrukturen und Texturen, die das Gewicht reduzieren und die Leistung im Mikromaßstab verbessern. AM erfordert auch nicht die teuren Einstellungen und Werkzeuge, die beim herkömmlichen Spritzgießen oder der CNC-Bearbeitung erforderlich sind. Dies erleichtert auch den Zugriff auf Brückenwerkzeuge, um kleine Auflagen zu testen, bevor teure Investitionen in Werkzeuge getätigt werden.

AM-Materialien werden sich weiterhin rasant weiterentwickeln, darunter auch bioresorbierbare Materialien. Implantierbare Komponenten werden mit verschiedenen AM-Systemen getestet, um zu sehen, wie verschiedene Materialien die Produktleistung, insbesondere Verschleiß und Haltbarkeit, beeinflussen. Während des AM-Prozesses werden auch Materialien miteinander vermischt, um „In-situ“-Legierungen zu bilden. In-situ-Legierungen können bessere mechanische Eigenschaften aufweisen als vorlegierte Einzelmetalle. Kunststoffverbundwerkstoffe können während der additiven Fertigung auch in situ geformt werden, was spannende Möglichkeiten für eine verbesserte Leistung eröffnet.

Der vielleicht größte Vorteil von AM ist die Designfreiheit, die es den Ingenieuren medizinischer Geräte bietet und die es ihnen ermöglicht, aus einer breiten Palette medizinischer Kunststoffe mit speziell entwickelten Materialeigenschaften und Designkomponenten für Multimaterial- und mehrdimensionale Konstruktionen auszuwählen. Der ultimative Vorteil von AM besteht darin, dass Medizingeräteunternehmen innovative neue Produkte entwickeln können, die eine deutlich kürzere Markteinführungszeit ermöglichen.

Arbeiten Sie mit dem AM-Technikteam von Spectrum zusammen

Weitere Informationen zu den fortschrittlichen additiven Fertigungstechnologien Spec+ von Spectrum für medizinische Geräte finden Sie unter www.spectrumplastics.com oder rufen Sie 404-564-8560 an, um direkt mit unseren technischen Experten zu sprechen.

Gesponserte Inhalte von Spectrum Plastics Group

Abgelegt unter: Gesponserte Inhalte, markiert mit: Spectrum Plastics