Impresoras 3d

Reducción del tiempo y coste de fabricación de implantes ortopédicos en 3D

Reducción del tiempo y coste de fabricación de implantes ortopédicos en 3D

Fundada en 2012, la empresa londinense Betatype trabaja para aumentar la productividad y la eficiencia de la impresión en 3D de metales, de modo que pueda ser utilizada como una tecnología de producción viable. La compañía ha trabajado con las industrias aviación, a>automotriz, y productos de consumo, y ahora está pasando al campo médico en su último estudio de caso.

La impresión en 3D de metales y, en particular, la fusión por láser en lecho de polvo (PBF), pueden resultar muy ventajosas para la fabricación de implantes ortopédicos. Betatype ha encontrado una y otra vez que este proceso en particular puede aumentar la productividad en gran medida, ya que es capaz de fabricar estructuras fuertes y complejas que son lo suficientemente duraderas para soportar en el cuerpo humano y pueden simular las propiedades porosas y malladas del hueso, sin desperdiciar materiales ni tiempo.

Los fabricantes de dispositivos médicos pueden lograr una producción en serie rentable de todo, desde jaulas lumbares hasta copas de acetublos utilizando PBF, ya que la tecnología puede utilizarse para fabricar implantes más seguros y porosos de múltiples formas y tamaños.

Obviamente, los implantes ortopédicos tienen un cierto nivel de complejidad de diseño, lo que puede resultar en la generación de grandes volúmenes de datos que ralentizan la construcción de los procesadores. Pero la innovadora plataforma de procesamiento de datos de Betatype Engine, que puede gestionar y controlar el diseño multiescala, es capaz de superar este problema gracias a su potencia de supercomputación y crear rápidamente datos de escaneado para la impresión láser PBF 3D.

Engine puede producir datos de construcción optimizados y tiene lo que esencialmente se reduce a una escalabilidad ilimitada para generar construcciones. Recientemente, Betatype ha creado con éxito datos de construcción de producción en serie para una empresa, con una capacidad de más de 50 GB de archivos de construcción. Su plataforma Engine puede escalar hasta 640 CPUs virtuales con 4,88 terabytes de RAM en sólo unas horas, ahorrando tiempo y dinero a las empresas.

Betatype utiliza su tecnología Engine para ayudar a sus clientes ortopédicos a reducir los costes de producción en serie de los implantes, reduciendo el tiempo de proceso, optimizando el alto volumen de datos de construcción y maximizando el uso de la máquina. Algoritmos especializados en aplicaciones de motor para la conversión de geometrías complejas, que permiten a los diseñadores de implantes trabajar en formatos de archivo, como los datos LTCX de nTopology o el formato ARCH de Betatype, que son hasta un 96% más ligeros que los archivos STL; por ejemplo, un modelo de jaula vertebral que pesaba 235 MB como archivo STL sólo pesaba 8 MB como archivo STL era un archivo LTCX.

Al combinar la generación de datos de construcción de Engine con estas representaciones más ligeras, Betatype puede ayudar a los diseñadores a acortar y simplificar el proceso de fabricación de implantes ortopédicos, por lo que es más rentable y flexible, sin tener que lidiar con ningún dato de malla.

Una sola pila de jaulas lumbares posteriores, soportadas por elementos de vigas de sacrificio.

En términos de coste por pieza para la producción en serie, también es muy importante utilizar correctamente el volumen total de producción de una impresora 3D. Betatype diseña soportes adaptados a los nudos de celosía, lo que le permite apilar las partes de los implantes una encima de la otra – un uso efectivo del volumen de construcción que resulta en la producción de muchos implantes complejos en una sola impresión. Además, el chorreado con medios estándar puede utilizarse para retirar los soportes, lo cual es otra característica que ahorra tiempo, ya que elimina totalmente la necesidad de realizar cualquier tipo de trabajo manual de postprocesamiento.

La tecnología de Betatype también es capaz de optimizar directamente los tiempos de disparo del láser y reducir los tiempos de retardo, sin tener que utilizar varios láseres. Esto puede reducir el tiempo de construcción hasta en un 40%, y cuantas más piezas imprima en 3D en una sola construcción, sin sacrificar tiempo, más rentables serán esas piezas, por lo que la amortización del equipo puede afectar en gran medida el coste de los implantes ortopédicos en 3D impresos con tecnología láser PBF.

Es posible dividir el tiempo de construcción en tres componentes separados, que pueden ser tratados para acelerar el proceso:

  • dosificación (aplicación de polvo a la bancada de la máquina)
  • fusión (aplicación de energía al lecho de polvo)
  • movimiento (movimiento entre fusión y fusión)

En otro proyecto, Betatype utilizó su cartera de tecnología para reducir el tiempo de construcción de los implantes de un fabricante de ortopedia a 15,4 horas, en comparación con 25,8 horas. Betatype puede optimizar sus trayectos de escaneo láser para reducir el tiempo de movimiento y de disparo necesario para la impresión en 3D de estructuras de celosía complejas, y la optimización de trayectos impulsados por galvo puede utilizarse para garantizar que sólo se aplican retrasos previos al proceso, reduciendo el tiempo de retardo de 13 horas a sólo 3.

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