Prototal samarbejdede med Cerca Magnetics, en britisk medicinsk teknologivirksomhed, om at fremstille lette, bærbare hjelme til magnetoencefalografi (MEG) ved hjælp af industriel 3D-printning. Projektet viser, hvordan industriel 3D-printning muliggør komplekse geometrier, skalerbar produktion og reduceret tid til markedsføring af avanceret medicinsk forskningsudstyr.
Cerca Magnetics udvikler næste generation af hjerneafbildningssystemer ved hjælp af fremskridt inden for kvantesensorik. Deres arbejde fokuserer på at omdanne traditionel MEG-teknologi – som historisk set har været afhængig af stort, fast og dyrt udstyr – til bærbare systemer, der tillader naturlig bevægelse under scanningen. Denne tilgang udvider adgangen til MEG-scanning, herunder brugsscenarier, der involverer børn og langvarige undersøgelser, som tidligere var upraktiske med konventionelle systemer.
Udfordringen
Traditionelle MEG-scannere er afhængige af store, stive strukturer, der vejer flere hundrede kilo.
Cerca havde brug for en produktionsløsning, der kunne understøtte:
- Meget komplekse geometrier, herunder indvendige kanaler, underskæringer og gitterstrukturer
- Lette, men robuste komponenter, der egner sig til bærbart medicinsk udstyr
- Flere hjelmstørrelser, der passer til brugere i forskellige aldre
- Hurtige udviklingscyklusser uden omkostninger og forsinkelser i forbindelse med værktøjer
Konventionelle polymerfremstillingsmetoder, som f.eks. sprøjtestøbning, var uegnede på grund af designkompleksitet og krav til værktøj.
Tilgang til produktion
For at opfylde disse krav fremstillede Prototals afdeling i Storbritannien MEG-hjelmene ved hjælp af industriel 3D-printning.
Teknologi og materialestrategi
- Industriel 3D-printning til polymer i SLS-teknologi, der muliggør kompleks indre geometri uden støttestrukturer
- Letvægtsdesign, der giver fri bevægelighed under scanning
- Værktøjsfri produktion, der reducerer gennemløbstider og udviklingsrisiko
SLS-processen gjorde det muligt for Cerca at reducere en traditionel MEG-scanner på 500 kg til en række bærbare hjelme, der kun vejer lidt over 1 kg hver, samtidig med at den strukturelle integritet og funktionelle præcision blev bevaret.
Produktion og kvalitetskontrol
Prototal UK støttede projektet i flere produktionsfaser:
- Designgennemgang og vurdering af producerbarhed af CAD-modeller
- Serieproduktion ved hjælp af industrielle SLS-systemer
- Dimensionel og visuel kvalitetskontrol for at sikre overensstemmelse med applikationskravene
Efter inspektionen blev hjelmene færdiggjort med Prototals permanente overfladefarvningsproces, så forskellige størrelser let kan identificeres ved hjælp af farver, samtidig med at overfladens holdbarhed bevares.
Resultater
Samarbejdet gjorde det muligt for Cerca Magnetics at bringe en ny klasse MEG-udstyr ind i kliniske miljøer og forskningsmiljøer.
De vigtigste resultater omfattede:
- Lette, bærbare MEG-hjelme, der gør det muligt for patienten at bevæge sig under scanningen
- Flere hjelmstørrelser produceres efter behov med høj dimensionel nøjagtighed
- Eliminering af værktøjsomkostninger og reduceret tid til markedet
- Forbedret tilgængelighed for pædiatriske og bevægelsesfølsomme studier
- En skalerbar fremstillingsproces, der er egnet til løbende udvikling og forfinelse
Samarbejdet mellem Prototal og Cerca Magnetics fremhæver, hvordan industriel 3D-printning kan muliggøre nye arkitekturer for medicinsk udstyr, som er upraktiske at producere med traditionelle produktionsmetoder. Ved at kombinere 3D-printteknologien SLS, kontrolleret efterbehandling og teknisk samarbejdsstøtte hjalp Prototal med at omdanne MEG-scanning fra et fast, infrastrukturtungt system til en bærbar løsning til avanceret hjerneforskning.
