Khi công nghệ sản xuất bồi đắp tiếp tục mở rộng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, hiệu suất vật liệu đã trở thành yếu tố quan trọng trong việc phát triển các thiết bị chỉnh hình và phục hồi chức năng. Bột copolyamide Precimid1190 của TPM3D Công nghệ này được phát triển để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm y tế nhẹ, bền và thân thiện với bệnh nhân, được sản xuất thông qua phương pháp thiêu kết laser chọn lọc (SLS).
Với độ giãn dài khi đứt lên đến 280%, khả năng chống va đập mạnh và bề mặt hoàn thiện nhẵn mịn sau khi gia công, vật liệu này được sử dụng trong nhiều ứng dụng, từ nẹp chỉnh hình cột sống và nẹp cổ tay đến các dụng cụ hỗ trợ phục hồi chức năng được thiết kế riêng.
Được thiết kế để mang lại sự thoải mái cho bệnh nhân.
Khác với các loại bột nylon thông thường, Precimid1190 có độ trong suốt tự nhiên và có thể đạt được bề mặt mịn, bán trong suốt sau khi làm mịn bằng hơi nước. Quá trình xử lý sau đó làm giảm đáng kể độ nhám bề mặt, tạo ra lớp hoàn thiện thoải mái khi tiếp xúc lâu với da.
Đối với các thiết bị chỉnh hình và phục hồi chức năng, chất lượng bề mặt không chỉ là vấn đề thẩm mỹ. Bề mặt nhẵn giúp giảm kích ứng da, đơn giản hóa việc vệ sinh và khử trùng, đồng thời cải thiện độ bền lâu dài. Kết hợp với cấu trúc lưới nhẹ nhờ công nghệ SLS, vật liệu này hỗ trợ sản xuất các thiết bị thoáng khí, ôm sát theo cấu trúc giải phẫu của bệnh nhân.
Các đặc tính cơ học tập trung vào tính linh hoạt và độ bền.
Precimid1190 được phát triển bằng công thức copolyamide được thiết kế để cân bằng giữa độ bền và độ dẻo. Theo TPM3D, các đặc tính vật liệu chính bao gồm:
- Độ bền kéo: 39 MPa
- Độ giãn dài khi đứt: 280%
- Mô đun uốn: 879 MPa
- Độ bền va đập Izod có khía: 39 J/m
- Thử nghiệm va đập không có khấc: Không bị gãy
- Nhiệt độ biến dạng do nhiệt (0.45 MPa): 104°C
Sự kết hợp giữa độ giãn dài cao và khả năng chống va đập cho phép các bộ phận in chịu được sự uốn cong lặp đi lặp lại và tải trọng động mà không bị nứt. Đặc tính này đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị chỉnh hình được sử dụng trong các hoạt động vận động hàng ngày và phục hồi chức năng.
| Tính chất cơ học | phương pháp thử | metric |
| Phần màu | Hình ảnh | Màu trắng và đen tự nhiên |
| Tỉ trọng | ASTM D792 | 1.03g / cm³ |
| Độ giãn dài tại điểm gãy | ASTM D638 | 280% |
| Độ bền uốn | ASTM D790 | 36 MPa |
| Mô đun uốn | ASTM D790 | 879 MPa |
| Nhiệt độ lệch tâm tim 0.45MPa | ASTM D648 | 104 ℃ |
| Nhiệt độ lệch tâm tim 1.82MPa | ASTM D648 | 45 ℃ |
| Sức căng | ASTM D638 | 39 MPa |
| Mô-đun kéo | ASTM D638 | 1,300 MPa |
| Độ bền va đập IZOD với rãnh khuyết | ASTM D256 | 39 J/M |
| Độ bền va đập IZOD không có khuyết tật | ASTM D256 | Không bị hỏng |
Ưu điểm của copolyamide so với vật liệu nylon thông thường
Các vật liệu SLS truyền thống như PA12 và PA11 mang lại sự cân bằng tốt giữa các đặc tính cơ học và độ ổn định kích thước. Tuy nhiên, các ứng dụng phục hồi chức năng y tế thường yêu cầu thêm tính linh hoạt, khả năng chống mỏi và độ an toàn dưới điều kiện tải trọng lặp đi lặp lại.
So với các vật liệu nylon tiêu chuẩn, Precimid1190 mang lại một số ưu điểm:
- Độ bền được cải thiện: Các bộ phận vẫn nguyên vẹn dưới điều kiện va đập mạnh và chịu ứng suất lặp đi lặp lại.
- Nhiệt độ xử lý thấp hơn: Cấu trúc copolyamide cho phép xử lý ở nhiệt độ thấp hơn, giúp giảm tiêu thụ năng lượng và rút ngắn chu kỳ sản xuất.
- Khả năng tái sử dụng bột cao: Bột chưa sử dụng có thể được tái chế với tỷ lệ làm mới gần 100%, giúp cải thiện hiệu quả sử dụng vật liệu và giảm thiểu chất thải.
- In ấn độ phân giải cao: Vật liệu này cho phép tạo ra các hình dạng phức tạp mà không cần cấu trúc hỗ trợ, do đó rất phù hợp cho các thiết kế tùy chỉnh dành riêng cho từng bệnh nhân.
Vật liệu này cũng có nhiều lựa chọn màu sắc, bao gồm cả màu đen, mà vẫn duy trì được hiệu suất cơ học của nó.
Ứng dụng trong chỉnh hình và phục hồi chức năng kỹ thuật số
Một trong những lĩnh vực ứng dụng chính của Precimid1190 là sản xuất các thiết bị chỉnh hình và phục hồi chức năng theo yêu cầu riêng. Ví dụ bao gồm:
- Nẹp chỉnh vẹo cột sống
- Nẹp cổ tay và bàn tay
- Hỗ trợ phục hồi chức năng
- Đế chỉnh hình
Tính linh hoạt và khả năng chống va đập của vật liệu này có thể giúp khắc phục một số hạn chế liên quan đến các loại nẹp chỉnh hình truyền thống làm từ thạch cao hoặc nhựa cứng, vốn thường cồng kềnh, thông thoáng kém và gây khó chịu khi đeo trong thời gian dài.
Một yếu tố cần xem xét khác trong các sản phẩm phục hồi chức năng là hành vi gãy vỡ dưới tải trọng quá mức. Các vật liệu nylon thông thường có thể tạo ra các bề mặt gãy sắc nhọn khi bị hỏng. Nhờ độ dẻo cao, Precimid1190 được thiết kế để biến dạng thay vì gãy đột ngột, giảm khả năng tạo ra các mảnh vỡ sắc nhọn có thể gây thương tích thứ cấp.
Khả năng tạo hình nhiệt cho điều trị thích ứng
Nhiều thiết bị phục hồi chức năng cần được điều chỉnh khi tình trạng của bệnh nhân thay đổi trong quá trình điều trị. Theo TPM3D, Precimid1190 có thể được làm nóng lại và định hình lại bằng các nguồn nhiệt có nhiệt độ tương đối thấp, bao gồm cả các dụng cụ thổi khí nóng tiêu chuẩn.
Khả năng tạo hình nhiệt thứ cấp này cho phép các bác sĩ và kỹ thuật viên thực hiện các điều chỉnh cục bộ mà không cần chế tạo một thiết bị hoàn toàn mới. Ngược lại, các vật liệu nylon truyền thống thường yêu cầu nhiệt độ cao hơn để định hình lại, trong khi một số loại nhựa nhiệt dẻo thay thế có thể cho khả năng giữ hình dạng kém ổn định hơn sau khi điều chỉnh.
Ngoài các ứng dụng chăm sóc sức khỏe
Mặc dù được phát triển với mục đích ứng dụng trong y tế và phục hồi chức năng, Precimid1190 cũng phù hợp với nhiều sản phẩm công nghiệp và tiêu dùng khác đòi hỏi tính linh hoạt và khả năng chống va đập.
Các ứng dụng tiềm năng bao gồm:
- Gọng kính mắt thiết kế theo yêu cầu
- Bản lề linh hoạt và khớp nối mềm dẻo
- nguyên mẫu chức năng
- Các linh kiện công nghiệp sử dụng cuối cùng
Sự kết hợp giữa độ bền, khả năng in ấn và chất lượng bề mặt của vật liệu này khiến nó phù hợp với các sản phẩm chịu ứng suất cơ học lặp đi lặp lại trong quá trình hoạt động.
Hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang sản xuất bồi đắp ứng dụng cuối cùng
Khi công nghệ sản xuất bồi đắp vượt ra khỏi giai đoạn tạo mẫu và tiến vào sản xuất thành phẩm, các vật liệu có khả năng đáp ứng cả hiệu suất cơ học và sự thoải mái cho người dùng ngày càng trở nên quan trọng.
Với độ giãn dài cao, khả năng chống va đập mạnh và phù hợp với thiết kế dành riêng cho từng bệnh nhân, Precimid1190 mở rộng phạm vi ứng dụng của công nghệ in 3D SLS, đặc biệt trong lĩnh vực chỉnh hình kỹ thuật số và công nghệ phục hồi chức năng, nơi sự thoải mái, độ bền và khả năng tùy chỉnh là những yêu cầu quan trọng.
