Naarmate additive manufacturing zich verder uitbreidt in de gezondheidszorg, is materiaaleigenschap een cruciale factor geworden in de ontwikkeling van orthopedische en revalidatiehulpmiddelen. TPM3D's Precimid1190 copolyamidepoeder is ontwikkeld om te voldoen aan de groeiende vraag naar lichtgewicht, duurzame en patiëntvriendelijke medische producten die worden vervaardigd door middel van selectief lasersinteren (SLS).
Met een rek bij breuk van 280%, een hoge slagvastheid en een glad oppervlak na nabewerking, wordt het materiaal gebruikt in toepassingen variërend van scoliosebraces en polsspalken tot op maat gemaakte revalidatiehulpmiddelen.
Ontworpen voor het comfort van de patiënt.
In tegenstelling tot conventionele nylonpoeders is Precimid1190 van nature doorschijnend en kan het na dampbehandeling een gladde, semi-transparante uitstraling krijgen. De nabewerking vermindert de oppervlakteruwheid aanzienlijk, waardoor een afwerking ontstaat die comfortabel aanvoelt bij langdurig huidcontact.
Voor orthopedische en revalidatiehulpmiddelen is de oppervlaktekwaliteit meer dan alleen een esthetische overweging. Gladde oppervlakken verminderen huidirritatie, vereenvoudigen reiniging en desinfectie en verbeteren de duurzaamheid op lange termijn. In combinatie met lichtgewicht rasterstructuren, mogelijk gemaakt door SLS-technologie, ondersteunt het materiaal de productie van ademende hulpmiddelen die nauw aansluiten op de anatomie van de patiënt.
Mechanische eigenschappen met de nadruk op flexibiliteit en duurzaamheid.
Precimid1190 is ontwikkeld met behulp van een copolyamideformulering die is ontworpen om een balans te vinden tussen sterkte en flexibiliteit. Volgens TPM3D zijn de belangrijkste materiaaleigenschappen onder andere:
- Treksterkte: 39 MPa
- Rek bij breuk: 280%
- Buigmodulus: 879 MPa
- Izod-kerfslagvastheid: 39 J/m
- Ongekerfde impacttest: geen breuk
- Warmteverbuigingstemperatuur (0.45 MPa): 104 °C
De combinatie van hoge rekbaarheid en slagvastheid zorgt ervoor dat geprinte onderdelen herhaaldelijk buigen en dynamische belastingen kunnen weerstaan zonder te scheuren. Deze eigenschap is met name relevant voor orthopedische hulpmiddelen die worden gebruikt bij dagelijkse beweging en revalidatieactiviteiten.
| Mechanische eigenschappen | Test methode | metrisch |
| Onderdeelkleur | Visual | Natuurlijk wit en zwart |
| Dichtheid | ASTM D792 | 1.03 g / cm³ |
| Rek bij breuk | ASTM D638 | 280% |
| Buigsterkte | ASTM D790 | 36 MPa |
| Buigmodulus | ASTM D790 | 879 MPa |
| Hartafbuigingstemperatuur 0.45 MPa | ASTM D648 | 104 ℃ |
| Hartafbuigingstemperatuur 1.82 MPa | ASTM D648 | 45 ℃ |
| treksterkte | ASTM D638 | 39 MPa |
| Treksterkte | ASTM D638 | 1,300 MPa |
| IZOD-slagvastheid met inkeping | ASTM D256 | 39 J/M |
| IZOD-slagvastheid zonder inkeping | ASTM D256 | Breekt niet |
Voordelen van copolyamide ten opzichte van conventionele nylonmaterialen
Traditionele SLS-materialen zoals PA12 en PA11 bieden een goede balans tussen mechanische eigenschappen en dimensionale stabiliteit. Medische revalidatietoepassingen vereisen echter vaak extra flexibiliteit, vermoeiingsweerstand en veiligheid bij herhaalde belasting.
Vergeleken met standaard nylonmaterialen biedt Precimid1190 verschillende voordelen:
- Verbeterde taaiheid: Onderdelen blijven intact onder omstandigheden met hoge impact en herhaalde belasting.
- Lagere verwerkingstemperatuur: De copolyamide-structuur maakt verwerking bij lagere temperaturen mogelijk, wat helpt het energieverbruik te verminderen en de productiecycli te verkorten.
- Hoge herbruikbaarheid van poeder: Ongebruikt poeder kan voor bijna 100% gerecycled worden, waardoor het materiaal efficiënter wordt benut en afval wordt verminderd.
- Afdrukken met hoge resolutie: Het materiaal maakt de productie van complexe geometrieën mogelijk zonder ondersteunende structuren, waardoor het geschikt is voor op de patiënt afgestemde ontwerpen.
Het materiaal is verkrijgbaar in diverse kleuren, waaronder zwart, met behoud van zijn mechanische eigenschappen.
Toepassingen in digitale orthesen en revalidatie
Een van de belangrijkste toepassingsgebieden voor Precimid1190 is de productie van op maat gemaakte orthesen en revalidatiehulpmiddelen. Voorbeelden hiervan zijn:
- Scoliose beugels
- Pols- en handorthesen
- Revalidatieondersteuning
- Orthopedische inlegzolen
De flexibiliteit en slagvastheid van het materiaal kunnen een aantal beperkingen van traditionele gipsen of stijve plastic orthesen verhelpen. Deze zijn vaak omvangrijk, slecht geventileerd en oncomfortabel bij langdurig dragen.
Een ander aandachtspunt bij revalidatieproducten is het breukgedrag onder extreme belasting. Conventionele nylonmaterialen kunnen scherpe breukvlakken vormen wanneer ze bezwijken. Dankzij de hoge ductiliteit is Precimid1190 ontworpen om te vervormen in plaats van abrupt te breken, waardoor de kans op scherpe fragmenten die secundair letsel kunnen veroorzaken, wordt verkleind.
Thermoforming-mogelijkheid voor adaptieve behandeling
Veel revalidatieapparaten vereisen aanpassing naarmate de toestand van een patiënt tijdens de behandeling verandert. Volgens TPM3D kan Precimid1190 opnieuw worden verwarmd en gevormd met behulp van relatief lage temperaturen, waaronder standaard heteluchtapparaten.
Deze secundaire thermovormmogelijkheid stelt artsen en technici in staat om lokale aanpassingen te maken zonder een volledig nieuw apparaat te hoeven produceren. Traditionele nylonmaterialen vereisen daarentegen over het algemeen hogere temperaturen voor het hervormen, terwijl sommige alternatieve thermoplasten na aanpassing een minder voorspelbare vormvastheid kunnen bieden.
Toepassingen buiten de gezondheidszorg
Hoewel Precimid1190 is ontwikkeld met het oog op medische en revalidatietoepassingen, is het ook geschikt voor een reeks industriële en consumentenproducten die flexibiliteit en slagvastheid vereisen.
Mogelijke toepassingen zijn onder meer:
- Monturen op maat
- Levende scharnieren en flexibele verbindingen
- Functionele prototypen
- Industriële componenten voor eindgebruik
De combinatie van taaiheid, bedrukbaarheid en oppervlaktekwaliteit maakt het materiaal geschikt voor producten die tijdens gebruik herhaaldelijk aan mechanische spanningen worden blootgesteld.
Ondersteuning van de verschuiving naar additive manufacturing voor eindgebruik
Naarmate additive manufacturing de fase van prototyping achter zich laat en zich richt op de productie van eindproducten, worden materialen die zowel mechanische prestaties als gebruikerscomfort bieden steeds belangrijker.
Dankzij de hoge rekbaarheid, sterke slagvastheid en geschiktheid voor patiëntspecifieke ontwerpen, vergroot Precimid1190 het toepassingsgebied van SLS 3D-printing, met name in digitale orthesen en revalidatietechnologieën waar comfort, duurzaamheid en personalisatie cruciale vereisten zijn.
