Con la continua espansione della produzione additiva nel settore sanitario, le prestazioni dei materiali sono diventate un fattore critico nello sviluppo di dispositivi ortopedici e riabilitativi. Polvere di copoliammide Precimid1190 di TPM3D è stato sviluppato per rispondere alla crescente domanda di dispositivi medici leggeri, resistenti e di facile utilizzo per i pazienti, realizzati mediante sinterizzazione laser selettiva (SLS).
Grazie a un allungamento a rottura del 280%, un'elevata resistenza agli urti e una finitura superficiale liscia dopo la post-lavorazione, il materiale viene utilizzato in applicazioni che spaziano dai tutori per la scoliosi e stecche per il polso ai supporti riabilitativi personalizzati.
Progettato per il comfort del paziente
A differenza delle tradizionali polveri di nylon, Precimid1190 è naturalmente traslucida e, dopo la levigatura a vapore, può raggiungere un aspetto liscio e semitrasparente. Il trattamento di post-elaborazione riduce significativamente la rugosità superficiale, creando una finitura confortevole anche per un contatto prolungato con la pelle.
Per i dispositivi ortopedici e riabilitativi, la qualità della superficie è più di una semplice questione estetica. Le superfici lisce contribuiscono a ridurre le irritazioni cutanee, semplificano la pulizia e la disinfezione e migliorano la durata nel tempo. In combinazione con le strutture reticolari leggere rese possibili dalla tecnologia SLS, il materiale consente la produzione di dispositivi traspiranti che si adattano perfettamente all'anatomia del paziente.
Proprietà meccaniche incentrate su flessibilità e durata.
Precimid1190 è stato sviluppato utilizzando una formulazione di copoliammide progettata per bilanciare resistenza e flessibilità. Secondo TPM3D, le principali proprietà del materiale includono:
- Resistenza alla trazione: 39 MPa
- Allungamento alla rottura: 280%
- Modulo di flessione: 879 MPa
- Resistenza all'urto Izod con intaglio: 39 J/m
- Test di impatto senza intaglio: nessuna rottura
- Temperatura di deflessione termica (0.45 MPa): 104 °C
La combinazione di elevata elasticità e resistenza agli urti consente ai componenti stampati di resistere a flessioni ripetute e carichi dinamici senza incrinarsi. Questa caratteristica è particolarmente rilevante per i dispositivi ortopedici utilizzati nella mobilità quotidiana e nelle attività riabilitative.
| Proprietà meccaniche | Metodo di prova | Metrico |
| Colore della parte | Visivo | Bianco e nero naturale |
| Densità | ASTM D792 | 1.03 g / cm³ |
| Allungamento a rottura | ASTM D638 | 280% |
| Resistenza alla flessione | ASTM D790 | 36 MPa |
| Modulo a flessione | ASTM D790 | 879 MPa |
| Temperatura di deflessione del cuore 0.45 MPa | ASTM D648 | 104 ℃ |
| Temperatura di deflessione del cuore 1.82 MPa | ASTM D648 | 45 ℃ |
| Resistenza alla trazione | ASTM D638 | 39 MPa |
| Modulo di tensione | ASTM D638 | 1,300 MPa |
| Resistenza all'impatto IZOD con intaglio | ASTM D256 | 39 J/M |
| Resistenza all'impatto IZOD senza intaglio | ASTM D256 | Non si rompe |
Vantaggi del copoliammide rispetto ai materiali in nylon convenzionali
I materiali SLS tradizionali, come PA12 e PA11, offrono un ottimo equilibrio tra proprietà meccaniche e stabilità dimensionale. Tuttavia, le applicazioni di riabilitazione medica spesso richiedono maggiore flessibilità, resistenza alla fatica e sicurezza in condizioni di carico ripetuto.
Rispetto ai materiali in nylon standard, il Precimid1190 offre diversi vantaggi:
- Maggiore tenacità: I componenti rimangono intatti anche in condizioni di forte impatto e stress ripetuto.
- Temperatura di lavorazione inferiore: La struttura copoliammidica consente la lavorazione a temperature più basse, contribuendo a ridurre il consumo energetico e ad accorciare i cicli di produzione.
- Elevata riutilizzabilità della polvere: La polvere non utilizzata può essere riciclata con un tasso di rigenerazione prossimo al 100%, migliorando l'utilizzo del materiale e riducendo gli sprechi.
- Stampa ad alta risoluzione: Il materiale consente la produzione di geometrie complesse senza strutture di supporto, risultando quindi adatto a progetti personalizzati specifici per il paziente.
Il materiale è inoltre disponibile in diverse varianti di colore, incluso il nero, pur mantenendo le sue prestazioni meccaniche.
Applicazioni nell'ortopedia e nella riabilitazione digitale
Una delle principali aree di applicazione del Precimid1190 è la produzione di dispositivi ortopedici e riabilitativi personalizzati. Alcuni esempi includono:
- Tutori per la scoliosi
- Ortesi per polso e mano
- Supporto alla riabilitazione
- Plantari ortesi
La flessibilità e la resistenza agli urti del materiale possono contribuire a superare alcune delle limitazioni associate alle ortesi tradizionali in gesso o in plastica rigida, che spesso risultano ingombranti, poco ventilate e scomode se indossate per periodi prolungati.
Un altro aspetto da considerare nella scelta dei prodotti per la riabilitazione è il comportamento in caso di frattura sotto carichi eccessivi. I materiali in nylon convenzionali possono presentare superfici di frattura taglienti al momento della rottura. Grazie alla sua elevata duttilità, Precimid1190 è progettato per deformarsi anziché fratturarsi bruscamente, riducendo la probabilità di frammenti taglienti che potrebbero causare lesioni secondarie.
Capacità di termoformatura per trattamenti adattivi
Molti dispositivi di riabilitazione richiedono regolazioni in base all'evoluzione delle condizioni del paziente durante il trattamento. Secondo TPM3D, Precimid1190 può essere riscaldato e rimodellato utilizzando fonti di calore a temperature relativamente basse, inclusi i comuni utensili ad aria calda.
Questa capacità di termoformatura secondaria consente a medici e tecnici di effettuare regolazioni localizzate senza dover fabbricare un dispositivo completamente nuovo. Al contrario, i materiali tradizionali in nylon generalmente richiedono temperature più elevate per essere rimodellati, mentre alcune termoplastiche alternative possono offrire una minore prevedibilità nel mantenimento della forma dopo la regolazione.
Oltre le applicazioni sanitarie
Sebbene sviluppato pensando ad applicazioni mediche e riabilitative, Precimid1190 è adatto anche a una vasta gamma di prodotti industriali e di consumo che richiedono flessibilità e resistenza agli urti.
Le potenziali applicazioni includono:
- Montature per occhiali personalizzate
- Cerniere viventi e giunti flessibili
- Prototipi funzionali
- componenti industriali per uso finale
La combinazione di robustezza, stampabilità e qualità superficiale di questo materiale lo rende adatto a prodotti che subiscono ripetute sollecitazioni meccaniche durante il funzionamento.
Sostenere la transizione verso la produzione additiva per l'utilizzo finale
Con l'evoluzione della produzione additiva dalla fase di prototipazione a quella di produzione di prodotti finiti, i materiali in grado di offrire sia prestazioni meccaniche che comfort per l'utente stanno diventando sempre più importanti.
Grazie alla sua elevata elasticità, alla forte resistenza agli urti e all'idoneità per progetti personalizzati, Precimid1190 amplia la gamma di applicazioni disponibili per la stampa 3D SLS, in particolare nell'ambito dell'ortopedia digitale e delle tecnologie riabilitative, dove comfort, durata e personalizzazione sono requisiti fondamentali.
