По мере расширения применения аддитивных технологий в здравоохранении, характеристики материалов стали критически важным фактором при разработке ортопедических и реабилитационных устройств. Порошок сополиамида Precimid1190 от TPM3D Разработан для удовлетворения растущего спроса на легкие, прочные и удобные для пациентов медицинские изделия, изготовленные методом селективного лазерного спекания (SLS).
Благодаря удлинению при разрыве в 280%, высокой ударопрочности и гладкой поверхности после постобработки, этот материал используется в самых разных областях, от ортезов при сколиозе и фиксаторов запястья до индивидуальных реабилитационных приспособлений.
Создано для комфорта пациента
В отличие от обычных нейлоновых порошков, Precimid1190 обладает естественной полупрозрачностью и после обработки паром приобретает гладкую, полупрозрачную поверхность. Постобработка значительно уменьшает шероховатость поверхности, создавая покрытие, комфортное для длительного контакта с кожей.
Для ортопедических и реабилитационных устройств качество поверхности — это не только эстетический аспект. Гладкие поверхности помогают уменьшить раздражение кожи, упрощают очистку и дезинфекцию, а также повышают долговечность. В сочетании с легкими решетчатыми структурами, созданными с помощью технологии SLS, материал позволяет производить воздухопроницаемые устройства, которые точно соответствуют анатомии пациента.
Механические свойства с упором на гибкость и долговечность.
Материал Precimid1190 был разработан с использованием сополиамидной композиции, обеспечивающей баланс между прочностью и гибкостью. По данным TPM3D, ключевые свойства материала включают:
- Прочность на растяжение: 39 МПа
- Относительное удлинение при разрыве: 280%
- Модуль упругости при изгибе: 879 МПа.
- Ударная вязкость по Изоду с надрезом: 39 Дж/м
- Испытание на удар без надрезов: не разрушается.
- Температура деформации под воздействием тепла (0.45 МПа): 104 °C
Сочетание высокой эластичности и ударопрочности позволяет напечатанным на 3D-принтере деталям выдерживать многократные изгибы и динамические нагрузки без растрескивания. Эта характеристика особенно важна для ортопедических устройств, используемых в повседневной жизни и при реабилитации.
| Механические свойства | Метод тестирования | Метрика |
| Цвет детали | визуальный | Натуральный белый и черный |
| Плотность | ASTM D792 | 1.03 г / см³ |
| Относительное удлинение при разрыве | ASTM D638 | 280% |
| Предел прочности при изгибе | ASTM D790 | 36 МПа |
| Модуль упругости при изгибе | ASTM D790 | 879 МПа |
| Температура отклонения сердца 0.45 МПа | ASTM D648 | 104 ℃ |
| Температура отклонения сердца 1.82 МПа | ASTM D648 | 45 ℃ |
| Прочность на разрыв | ASTM D638 | 39 МПа |
| Модуль растяжения | ASTM D638 | 1,300 МПа |
| Ударная вязкость по Изоду с надрезом | ASTM D256 | 39 Дж/М |
| Ударная вязкость по Изоду без надреза | ASTM D256 | Не ломается |
Преимущества сополиамида перед традиционными нейлоновыми материалами
Традиционные материалы, полученные методом селективного лазерного спекания (SLS), такие как PA12 и PA11, обеспечивают оптимальный баланс механических свойств и стабильности размеров. Однако в медицинских реабилитационных приложениях часто требуются дополнительная гибкость, устойчивость к усталости и безопасность при многократных нагрузках.
По сравнению со стандартными нейлоновыми материалами, Precimid1190 обладает рядом преимуществ:
- Повышенная прочность: Детали остаются целыми в условиях сильных ударов и многократных нагрузок.
- Более низкая температура обработки: Сополиамидная структура позволяет проводить обработку при более низких температурах, что способствует снижению энергопотребления и сокращению производственных циклов.
- Высокая степень повторного использования порошка: Неиспользованный порошок можно перерабатывать с коэффициентом обновления, приближающимся к 100%, что повышает эффективность использования материала и сокращает количество отходов.
- Печать высокого разрешения: Этот материал позволяет изготавливать сложные геометрические формы без опорных конструкций, что делает его пригодным для создания индивидуальных конструкций, разработанных с учетом особенностей конкретного пациента.
Материал также доступен в нескольких цветовых вариантах, включая черный, при этом сохраняя свои механические характеристики.
Применение в цифровой ортопедии и реабилитации
Одной из основных областей применения Precimid1190 является производство индивидуальных ортопедических и реабилитационных устройств. Примеры включают:
- Корсеты от сколиоза
- Ортезы для запястья и кисти
- Реабилитационная поддержка
- Ортопедические стельки
Гибкость и ударопрочность материала могут помочь преодолеть некоторые ограничения, связанные с традиционными гипсовыми или жесткими пластиковыми ортезами, которые часто громоздки, плохо вентилируются и неудобны при длительном ношении.
Еще один важный аспект при выборе реабилитационных изделий — это характер разрушения под чрезмерными нагрузками. Обычные нейлоновые материалы при разрушении могут образовывать острые поверхности излома. Благодаря своей высокой пластичности, материал Precimid1190 разработан таким образом, чтобы деформироваться, а не разрушаться резко, что снижает вероятность образования острых фрагментов, способных вызвать вторичные травмы.
Возможность термоформования для адаптивного лечения
Многие реабилитационные устройства требуют регулировки по мере изменения состояния пациента во время лечения. По данным TPM3D, материал Precimid1190 можно повторно нагревать и придавать ему нужную форму с помощью источников тепла относительно низкой температуры, включая стандартные инструменты с горячим воздухом.
Эта возможность вторичного термоформования позволяет врачам и техникам вносить локальные корректировки без изготовления совершенно нового устройства. В отличие от этого, традиционные нейлоновые материалы, как правило, требуют более высоких температур для изменения формы, а некоторые альтернативные термопласты могут обеспечивать менее предсказуемое сохранение формы после корректировки.
Приложения за пределами здравоохранения
Несмотря на то, что материал Precimid1190 был разработан с учетом применения в медицине и реабилитации, он также подходит для целого ряда промышленных и потребительских товаров, требующих гибкости и ударопрочности.
Потенциальные приложения включают в себя:
- Оправы для очков на заказ
- Гибкие шарниры и подвижные соединения
- Функциональные прототипы
- Компоненты для конечного использования в промышленности
Сочетание прочности, пригодности для печати и качества поверхности делает этот материал подходящим для изделий, подвергающихся многократным механическим нагрузкам в процессе эксплуатации.
Поддержка перехода к аддитивному производству конечного потребления
По мере того как аддитивное производство переходит от прототипирования к производству конечного продукта, все большее значение приобретают материалы, способные обеспечивать как механические характеристики, так и комфорт для пользователя.
Благодаря высокой эластичности, высокой ударопрочности и пригодности для создания индивидуальных конструкций для пациентов, Precimid1190 расширяет спектр применения SLS-3D-печати, особенно в цифровой ортопедии и реабилитационных технологиях, где комфорт, долговечность и индивидуализация являются критически важными требованиями.
