惠普多射流熔融3D打印技術助矯正鞋墊制造商iOrthotics產量翻三倍
iOrthotics成立于2009年,位于澳大利亞昆士蘭州麥凱市,專為足醫定制矯正鞋墊。公司采用數字化制造工藝,可打造定制的矯形解決方案,為足療診所及其客戶帶來獨特的益處。iOrthotics投入十萬美元用于研發,同時還與昆士蘭大學合作開發定制矯形解決方案。
足部矯形專家IanGoodchild說:“任何矯正鞋墊的目標都是為了支撐和矯正足部,改善足部功能。傳統的制作方法是使用巴黎石膏,既不精確又很麻煩。矯正鞋墊經常無法穿戴。因此我們需要更好的解決方案。”
傳統的矯形技術從制作模具開始。通常情況下,在制作時需要將患者的腳裹在石膏中。這既令患者不舒服,又會引起恐懼心理。同時也不精確,因為模具通常是在非負重狀態下鑄造的。此外,它還要求足科醫生有一個專門用于鑄造石膏模具的“濕室”。
鑄成模具后,過去使用減材制造法來制作矯正鞋墊。矯正鞋墊要么使用數控鏤銑機銑削,要么使用熱成型塑料鑄造研磨而成。這兩種方法都需要熟練的技工和大量的精加工。這個過程很慢,通常需要多次磨合,才能獲得令人滿意的結果。
此外,傳統制造中使用的設備,包括銑床和磨床,占用了大量的空間。也許最重要的是,減材制造工藝也非常浪費。它通常需要1.5千克的材料才能制造重僅為一副100克的矯正鞋墊。
解決方案
Hartley先生說:“作為一個快速增長的公司,我們需要革新制造工藝,以滿足市場需求。繼續使用減材制造工藝是不切實際的,每天只能生產30個產品。3D掃描和3D打印使我們有機會提高矯正鞋墊質量,同時也擴大我們的生產規模,并減少傳統方法所造成的浪費。”
1、3D掃描
打造數字解決方案的第一步是啟用3D掃描,這樣就無需再使用石膏模具。
與iOrthotics合作的足科醫生可以使用3D掃描儀獲取患者的足部數據,這一技術避免了傳統模具存在的不足和挑戰,為矯正鞋墊設計提供更準確的測量數據。
2、定制軟件
除了3D掃描之外,iOrthotics團隊還需要一種方法來捕獲掃描數據,并將其轉換為可以3D打印的CAD文件。他們開發了定制軟件,用于自動化大部分涉及可打印矯正鞋墊設計的工作。
3、3D打印解決方案
最后,他們需要一款可滿足其強度和耐用性要求,同時也具有經濟可行性的3D打印解決方案。
iOrthotics考察了惠普的多射流熔融(MultiJetFusion,MJF)3D打印技術,發現所用材料和產品質量優于其他方法。另外,他們發現這些設備比傳統制造設備占用的空間要少得多,而且能夠以更快速度實現鞋墊的批量定制化生產。這些特點能夠滿足iOrthotics 業務增長的需要。
2017年底,iOrthotics成為澳大利亞首家購置HP Jet Fusion 4200 3D打印打印設備的商業客戶。設備安裝到位后,他們就擁有了所需的全部工具,可以完成定制矯正鞋墊的數字化生產。
iOrthotics技術開發經理ThomasLeahy說:“數字化工作流程涉及的步驟少了很多。我們從足部醫生那里收到掃描數據,將其加載到我們的定制軟件中,然后3D打印,清潔,粘在頂蓋上就行了。從開始到結束,傳統的矯正鞋墊制造方法往往需要2周的時間。我們從掃描到發貨通常只用3-5天。”
由于惠普3D打印解決方案具有卓越的生產力,iOrthotics的產量翻了三倍,從每天生產30個矯正鞋墊到每天約90個。隨著需求的增加,他們可以進一步增加產量。此外,由于新的數字工作流程更加自動化,勞動強度更低,因此iOrthotics可以在需要的地方開設額外的生產點,使他們能夠擴展業務,以滿足國內外幾乎任何需求。
產品質量也有很大提高。從材料的角度來看,iOrthotics與昆士蘭大學進行的廣泛研究和測試表明,HP JetFusion 3D打印設備生產的矯正鞋墊在強度上比使用傳統聚丙烯研磨生產的矯正鞋墊高40-60%。
增材制造帶來的設計自由也非常重要。iOrthotics生產的產品更靈活,更舒適。這對其產品的最終用戶產生了非常積極的結果。此外,iOrthotics能夠在設計時為診所在矯正鞋墊上標注上他們的品牌,幫助他們營銷業務,并與客戶建立長期關系。
Hartley先生說:“惠普多射流熔融3D打印技術使大規模定制成為可能。大規模定制零件的能力帶來了技術革命。所有行業都將在第四次工業革命中經歷變革,但可能沒有制造業那么顯著。iOrthotics做出了積極改變,從而順應這一技術革命。”
iOrthotics的客戶以及世界上其他所有人都可以受益于增材制造,因為它將減少材料浪費,降低定制化成本。在矯正鞋墊行業中,減材制造技術通常會浪費制造成品所需材料的90%或更多。由于惠普的3D打印解決方案可重復使用廢棄材料,iOrthotics估計被浪費的材料非常少。
借助惠普的多射流熔融3D打印技術,iOrthotics能夠創造出更輕、更堅固、更精確的產品,幫助患者減輕痛苦。與此同時,他們開創了一種可擴展的商業模式,可以幫助更多的人更快、更便宜地獲得治療方案。
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