顯著降低髖臼杯單件生產成本!選區激光熔化3D打印實現髖臼杯生產的新思維(2)
GF 加工方案推出了功能完善的設計軟件 – 3DXpert – 來設計此種支撐結構,以實現優化的增減材復合加工流程。3DXpert 提供多種優化設計,包含晶格快速設計與編輯功能,并可存為自定義模塊方便未來使用。
此外,這一堆疊打印策略需要與GF加工方案獲得專利的 System 3R 夾具系統搭配使用。其優勢是,每一堆疊分支的后處理流程可以獨立并自動化的完成。自動化方案可大幅減少髖臼杯因繁多的后加工而增加的成本,同時還能有效減少后加工階段中,零件在不同設備間切換以及批次間的準備工作所消耗的時間,最小化閑置時間,與3D 打印髖臼杯單個進行機加工的后處理方式相比有較大的優勢。
2. 增材制造階段
在設計階段所實現的堆疊打印策略,將極大化單一批次打印的零件數量(例如GF 加工方案的 DMP Flex 350 設備單次生產髖臼杯數量最高可達 450 件),有效降低設備前置準備與批次間轉換工作在零件生產成本中占比。
GF System 3R 夾具系統能夠提供多款不同尺寸的打印基座,從而解決打印零件的定位問題。在接下來的機加工階段,System 3R 夾具系統將繼續發揮重要作用。
3. 機加工階段
生產廠家使用 System 3R 夾具系統的自動化解決方案,將無需使用傳統方式來分離零件和底板。取而代之的是高效、低成本的車工操作,由 System 3R 夾具組合而成的底板在第一次的車銑操作中便能有效與零件分離,而分離后的底板也能在簡易的打磨后重復使用。
基座分離后,為了滿足髖關節尺寸與表面粗糙度的要求,每一堆疊分支將針對不同功能性表面,對單一髖臼杯逐次進行機加工。首先是內球面的加工,其次是底面和側面,最后階段在加工外表面的同時去除支撐結構,將髖臼杯從堆疊分支上分離。
使用車床和精密夾具加工3D打印髖臼杯的內部幾何形狀,以實現高精度和高質量的表面光潔度。來源:GF 加工方案
為了達成生產流程效益最大化,必須宏觀地建立產品生產工序的全局化思維,并在設計階段聚焦零件生產工藝的可實現性。
GF 整體增材制造解決方案生產的髖臼杯成品。來源:GF 加工方案
在髖臼杯增材制造過程中,GF加工方案的堆疊髖臼杯打印方案實現的產能提升,源于對生產流程中每一階段的創新,從設計、打印、驗證、后處理,再到工序間轉換時在設置與切換端顯著優化的時間配置。
生產流程的整合性是零件生產成本的決定性因素之一。GF 加工方案結合 DMP 金屬3D打印機、System 3R 夾具系統,以及 3DXpert 軟件所生成的整合流程,為醫療器械生產廠家提供了大幅降低單件生產成本的全新思維模式。
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