TPM3D社、3Dプリント装具およびリハビリテーション機器向けコポリアミド粉末「Precimid1190」を発表

医療分野における積層造形技術の拡大に伴い、材料性能は装具やリハビリテーション機器の開発において重要な要素となっている。 TPM3D社のプレシミド1190コポリアミド粉末 この技術は、選択的レーザー焼結（SLS）によって製造される、軽量で耐久性があり、患者に優しい医療製品に対する高まる需要に対応するために開発されました。

破断伸度が280%と高く、耐衝撃性に優れ、後処理後には滑らかな表面仕上げが得られるこの素材は、脊柱側弯症用装具や手首用スプリントから、個別のリハビリテーション用サポーターまで、幅広い用途で使用されている。

患者の快適性を考慮して設計されています

従来のナイロンパウダーとは異なり、プレシミド1190は本来半透明で、蒸気平滑化処理後に滑らかで半透明な外観を実現します。この後処理により表面の粗さが大幅に低減され、長時間肌に触れても快適な仕上がりになります。

装具やリハビリ用器具にとって、表面品質は単なる美観上の考慮事項にとどまりません。滑らかな表面は、皮膚刺激を軽減し、洗浄・消毒を容易にし、長期的な耐久性を向上させます。SLS技術によって実現された軽量格子構造と組み合わせることで、この素材は患者の解剖学的構造に密着する通気性の高い器具の製造を可能にします。

柔軟性と耐久性を重視した機械的特性

Precimid1190は、強度と柔軟性のバランスを取るように設計されたコポリアミド配合を用いて開発されました。TPM3Dによると、主な材料特性は以下のとおりです。

• 引張強さ：39MPa
• 破断伸び: 280%
• 曲げ弾性率: 879 MPa
• ノッチ付きアイゾット衝撃強度：39 J/m
• ノッチなし衝撃試験：破損なし
• 熱変形温度（0.45 MPa）：104℃

高い伸び率と耐衝撃性を兼ね備えているため、プリントされた部品は繰り返し曲げや動的負荷を受けてもひび割れを起こしません。この特性は、日常生活動作やリハビリテーション活動で使用される装具にとって特に重要です。

従来のナイロン素材に対するコポリアミドの利点

PA12やPA11といった従来のSLS材料は、機械的特性と寸法安定性のバランスに優れています。しかし、医療リハビリテーション用途では、繰り返し荷重がかかる状況下で、より高い柔軟性、耐疲労性、安全性が求められることがよくあります。

標準的なナイロン素材と比較して、プレシミド1190にはいくつかの利点があります。

• 強化された靭性： 部品は、高衝撃や繰り返しのストレス条件下でも損傷を受けない。
• 処理温度を下げる： 共重合体構造により、より低い温度での加工が可能となり、エネルギー消費量の削減と生産サイクルの短縮に貢献する。
• 高い粉末再利用性： 未使用の粉末は、ほぼ100%の再生率でリサイクルできるため、材料利用率が向上し、廃棄物が削減されます。
• 高解像度印刷: この材料は、支持構造なしで複雑な形状を製造できるため、患者個々のニーズに合わせたカスタマイズ設計に適しています。

この素材は、黒を含む複数のカラーバリエーションが用意されており、機械的性能も維持されています。

デジタル装具およびリハビリテーションへの応用

プレシミド1190の主な用途分野の一つは、オーダーメイドの装具やリハビリテーション機器の製造です。例としては、以下のようなものがあります。

• 脊柱側弯症用装具
• 手首と手の装具
• リハビリテーション支援
• 矯正インソール

この素材の柔軟性と耐衝撃性は、従来の石膏製または硬質プラスチック製の装具に伴ういくつかの制約を解消するのに役立つ。これらの装具は、かさばり、通気性が悪く、長時間装着すると不快になることが多い。

リハビリテーション製品において考慮すべきもう一つの点は、過大な負荷がかかった際の破断挙動です。従来のナイロン素材は、破損時に鋭利な破断面を形成する可能性があります。一方、プレシミド1190は高い延性を持つため、急激に破断するのではなく変形するように設計されており、二次的な損傷を引き起こす可能性のある鋭利な破片の発生を低減します。

適応治療のための熱成形機能

多くのリハビリテーション機器は、治療中に患者の状態が変化するため、調整が必要となる。TPM3Dによると、プレシミド1190は、標準的な熱風ツールなど、比較的低温の熱源を用いて再加熱および再成形が可能である。

この二次的な熱成形機能により、臨床医や技術者は全く新しいデバイスを製造することなく、局所的な調整を行うことができます。これに対し、従来のナイロン素材は一般的に再成形に高温を必要とし、また一部の代替熱可塑性樹脂は調整後の形状保持性が予測しにくい場合があります。

医療以外の用途

プレシミド1190は、医療およびリハビリテーション用途を念頭に開発されたものですが、柔軟性と耐衝撃性が求められる様々な産業製品や消費者向け製品にも適しています。

潜在的な用途には次のようなものがあります。

• オーダーメイドの眼鏡フレーム
• 生きた蝶番と柔軟なジョイント
• 機能プロトタイプ
• 最終用途産業用部品

この素材は、靭性、印刷適性、表面品質を兼ね備えているため、動作中に繰り返し機械的ストレスを受ける製品に適しています。

最終用途向け積層造形への移行を支援する

積層造形技術が試作品製作から最終製品生産へと移行するにつれ、機械的性能とユーザーの快適性の両方を兼ね備えた材料の重要性がますます高まっている。

高い伸び率、優れた耐衝撃性、そして患者個々のニーズに合わせた設計への適合性を備えたプレシミド1190は、SLS 3Dプリンティングの用途範囲を拡大します。特に、快適性、耐久性、カスタマイズ性が重要な要件となるデジタル装具やリハビリテーション技術において、その可能性は広がります。