เนื่องจากการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) ยังคงขยายตัวอย่างต่อเนื่องในวงการดูแลสุขภาพ ประสิทธิภาพของวัสดุจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์เสริมกระดูกและเครื่องมือฟื้นฟูสมรรถภาพ ผงโคพอลิเอไมด์ Precimid1190 ของ TPM3D ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับผลิตภัณฑ์ทางการแพทย์ที่มีน้ำหนักเบา ทนทาน และเป็นมิตรต่อผู้ป่วย ซึ่งผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบเลือกจุด (SLS)
ด้วยคุณสมบัติการยืดตัวก่อนขาดถึง 280% ความทนทานต่อแรงกระแทกสูง และพื้นผิวเรียบเนียนหลังการแปรรูป วัสดุนี้จึงถูกนำไปใช้ในงานหลากหลาย ตั้งแต่เครื่องพยุงหลังสำหรับผู้ป่วยกระดูกสันหลังคดและเฝือกข้อมือ ไปจนถึงอุปกรณ์ช่วยฟื้นฟูสมรรถภาพแบบเฉพาะบุคคล
ออกแบบมาเพื่อความสะดวกสบายของผู้ป่วย
แตกต่างจากแป้งไนลอนทั่วไป Precimid1190 มีคุณสมบัติโปร่งแสงตามธรรมชาติ และสามารถให้ผิวสัมผัสที่เรียบเนียนกึ่งโปร่งใสหลังจากการทำทรีตเมนต์ด้วยไอน้ำ การบำบัดหลังการทำทรีตเมนต์ช่วยลดความหยาบกร้านของผิวได้อย่างมาก ทำให้ผิวสัมผัสสบายแม้ใช้งานเป็นเวลานาน
สำหรับอุปกรณ์ช่วยพยุงและฟื้นฟูสมรรถภาพ คุณภาพของพื้นผิวมีความสำคัญมากกว่าแค่ความสวยงาม พื้นผิวเรียบช่วยลดการระคายเคืองผิวหนัง ทำให้ทำความสะอาดและฆ่าเชื้อได้ง่ายขึ้น และเพิ่มความทนทานในระยะยาว เมื่อรวมกับโครงสร้างตาข่ายน้ำหนักเบาที่ทำได้โดยเทคโนโลยี SLS วัสดุนี้จึงสนับสนุนการผลิตอุปกรณ์ที่ระบายอากาศได้ดีและแนบสนิทกับสรีระของผู้ป่วย
คุณสมบัติเชิงกลที่เน้นความยืดหยุ่นและความทนทาน
Precimid1190 ได้รับการพัฒนาโดยใช้สูตรโคพอลิเอไมด์ที่ออกแบบมาเพื่อสร้างสมดุลระหว่างความแข็งแรงและความยืดหยุ่น ตามข้อมูลของ TPM3D คุณสมบัติหลักของวัสดุประกอบด้วย:
- ความต้านแรงดึง: 39 MPa
- ความยืดตัวเมื่อขาด: 280%
- โมดูลัสแรงดัดงอ: 879 MPa
- ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกแบบ Izod ที่มีรอยบาก: 39 J/m
- การทดสอบแรงกระแทกแบบไม่เจาะร่อง: ไม่แตกหัก
- อุณหภูมิโก่งตัวเนื่องจากความร้อน (0.45 MPa): 104°C
การผสมผสานระหว่างความยืดหยุ่นสูงและความทนทานต่อแรงกระแทก ทำให้ชิ้นส่วนที่พิมพ์ขึ้นสามารถทนต่อการดัดงอและการรับน้ำหนักแบบไดนามิกซ้ำๆ ได้โดยไม่แตกหัก คุณลักษณะนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุปกรณ์เสริมกระดูกที่ใช้ในการเคลื่อนไหวประจำวันและกิจกรรมฟื้นฟูสมรรถภาพ
| สมบัติเชิงกล | วิธีการทดสอบ | เมตริก |
| ส่วนสี | ของ Visual | สีขาวธรรมชาติและสีดำ |
| ความหนาแน่น | ASTM D792 | 1.03g / ซม |
| การยืดตัวที่แตก | ASTM D638 | 280% |
| แรงดัดงอ | ASTM D790 | 36 MPa |
| โมดูลัสดัดงอ | ASTM D790 | 879 MPa |
| อุณหภูมิเบี่ยงเบนของหัวใจ 0.45 MPa | ASTM D648 | 104 ℃ |
| อุณหภูมิเบี่ยงเบนของหัวใจ 1.82 MPa | ASTM D648 | 45 ℃ |
| ความต้านแรงดึง | ASTM D638 | 39 MPa |
| โมดูลัสแรงดึง | ASTM D638 | 1,300 MPa |
| IZOD ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกพร้อมรอยบาก | ASTM D256 | 39 เจ/เอ็ม |
| ความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของ IZOD โดยไม่มีรอยบาก | ASTM D256 | ไม่แตกหัก |
ข้อดีของโคพอลิเอไมด์เหนือวัสดุไนลอนแบบดั้งเดิม
วัสดุ SLS แบบดั้งเดิม เช่น PA12 และ PA11 มีความสมดุลที่ดีระหว่างคุณสมบัติทางกลและความคงตัวของมิติ อย่างไรก็ตาม การใช้งานด้านการฟื้นฟูทางการแพทย์มักต้องการความยืดหยุ่น ความต้านทานต่อความล้า และความปลอดภัยเพิ่มเติมภายใต้สภาวะการรับน้ำหนักซ้ำๆ
เมื่อเปรียบเทียบกับวัสดุไนลอนมาตรฐาน Precimid1190 มีข้อดีหลายประการ:
- ความทนทานที่เพิ่มขึ้น: ชิ้นส่วนต่างๆ ยังคงสภาพสมบูรณ์ภายใต้สภาวะที่มีแรงกระแทกสูงและแรงกดซ้ำๆ
- ลดอุณหภูมิในการแปรรูป: โครงสร้างของโคพอลิเอไมด์ช่วยให้สามารถแปรรูปได้ที่อุณหภูมิต่ำลง ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานและลดระยะเวลาในการผลิต
- ผงแป้งสามารถนำกลับมาใช้ซ้ำได้สูง: ผงที่ไม่ได้ใช้สามารถนำกลับมารีไซเคิลได้ในอัตราที่ใกล้เคียง 100% ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรและลดของเสีย
- การพิมพ์ความละเอียดสูง: วัสดุนี้รองรับการผลิตรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนโดยไม่ต้องใช้โครงสร้างรองรับ ทำให้เหมาะสำหรับการออกแบบเฉพาะบุคคลสำหรับผู้ป่วยแต่ละราย
วัสดุนี้ยังมีให้เลือกหลายสี รวมถึงสีดำ โดยยังคงรักษาประสิทธิภาพเชิงกลไว้ได้
การประยุกต์ใช้ในด้านออร์โธติกส์ดิจิทัลและการฟื้นฟูสมรรถภาพ
หนึ่งในพื้นที่การใช้งานหลักของ Precimid1190 คือการผลิตอุปกรณ์เสริมกระดูกและข้อและอุปกรณ์ฟื้นฟูสมรรถภาพแบบเฉพาะบุคคล ตัวอย่างเช่น:
- อุปกรณ์พยุงกระดูกสันหลังคด
- อุปกรณ์พยุงข้อมือและมือ
- การฟื้นฟูสมรรถภาพให้การสนับสนุน
- แผ่นรองพื้นรองเท้า
ความยืดหยุ่นและความทนทานต่อแรงกระแทกของวัสดุนี้สามารถช่วยแก้ไขข้อจำกัดบางประการที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์พยุงกระดูกแบบดั้งเดิมที่ทำจากปูนปลาสเตอร์หรือพลาสติกแข็ง ซึ่งมักจะมีขนาดใหญ่ ระบายอากาศได้ไม่ดี และไม่สบายเมื่อสวมใส่เป็นเวลานาน
อีกปัจจัยหนึ่งที่ควรพิจารณาในผลิตภัณฑ์เพื่อการฟื้นฟูคือ พฤติกรรมการแตกหักภายใต้แรงกดที่มากเกินไป วัสดุไนลอนทั่วไปอาจเกิดการแตกหักเป็นพื้นผิวที่คมเมื่อเกิดความเสียหาย เนื่องจากมีความยืดหยุ่นสูง Precimid1190 จึงถูกออกแบบมาให้ค่อยๆ เปลี่ยนรูปแทนที่จะแตกหักอย่างฉับพลัน ซึ่งช่วยลดโอกาสที่จะเกิดเศษชิ้นส่วนที่คมซึ่งอาจก่อให้เกิดการบาดเจ็บเพิ่มเติมได้
ความสามารถในการขึ้นรูปด้วยความร้อนสำหรับการรักษาแบบปรับเปลี่ยนได้
อุปกรณ์ฟื้นฟูหลายชนิดจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนตามสภาพของผู้ป่วยที่เปลี่ยนแปลงไปในระหว่างการรักษา จากข้อมูลของ TPM3D พบว่า Precimid1190 สามารถนำกลับมาให้ความร้อนและขึ้นรูปใหม่ได้โดยใช้แหล่งความร้อนที่มีอุณหภูมิต่ำ เช่น เครื่องเป่าลมร้อนทั่วไป
ความสามารถในการขึ้นรูปด้วยความร้อนขั้นที่สองนี้ ช่วยให้แพทย์และช่างเทคนิคสามารถปรับแต่งเฉพาะจุดได้โดยไม่ต้องผลิตอุปกรณ์ใหม่ทั้งหมด ในทางตรงกันข้าม วัสดุไนลอนแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปต้องใช้ความร้อนสูงกว่าในการปรับรูปทรง ในขณะที่เทอร์โมพลาสติกทางเลือกบางชนิดอาจรักษารูปทรงได้ไม่ดีเท่าที่ควรหลังการปรับแต่ง
นอกเหนือจากแอปพลิเคชันด้านการดูแลสุขภาพ
แม้ว่า Precimid1190 จะถูกพัฒนาขึ้นโดยคำนึงถึงการใช้งานทางการแพทย์และการฟื้นฟูเป็นหลัก แต่ก็ยังเหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมและสินค้าอุปโภคบริโภคหลากหลายประเภทที่ต้องการความยืดหยุ่นและความทนทานต่อแรงกระแทก
การใช้งานที่เป็นไปได้ ได้แก่ :
- กรอบแว่นตาแบบสั่งทำพิเศษ
- บานพับแบบมีชีวิตและข้อต่อที่ยืดหยุ่นได้
- ต้นแบบการทำงาน
- ส่วนประกอบอุตสาหกรรมสำหรับใช้งานขั้นสุดท้าย
คุณสมบัติของวัสดุที่ผสานความทนทาน ความสามารถในการพิมพ์ และคุณภาพพื้นผิว ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องรับแรงทางกลซ้ำๆ ในระหว่างการใช้งาน
สนับสนุนการเปลี่ยนผ่านไปสู่การผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุเพื่อการใช้งานขั้นสุดท้าย
เมื่อการผลิตแบบเพิ่มเนื้อวัสดุ (Additive Manufacturing) ก้าวข้ามขั้นตอนการสร้างต้นแบบไปสู่การผลิตเพื่อใช้งานจริง วัสดุที่สามารถให้ทั้งประสิทธิภาพเชิงกลและความสะดวกสบายของผู้ใช้จึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ
ด้วยคุณสมบัติการยืดตัวสูง ความทนทานต่อแรงกระแทกสูง และความเหมาะสมสำหรับการออกแบบเฉพาะบุคคล Precimid1190 จึงขยายขอบเขตการใช้งานของการพิมพ์ 3 มิติแบบ SLS โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านอุปกรณ์เสริมกระดูกและข้อแบบดิจิทัล และเทคโนโลยีการฟื้นฟูสมรรถภาพ ซึ่งความสะดวกสบาย ความทนทาน และการปรับแต่งเฉพาะบุคคลเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง
