Prototal har samarbeidet med Cerca Magnetics, et britisk medisinsk teknologiselskap, om å produsere lette, bærbare hjelmer for magnetencefalografi (MEG) ved hjelp av industriell 3D-printing. Prosjektet viser hvordan industriell 3D-printing muliggjør komplekse geometrier, skalerbar produksjon og redusert tid til markedet for avansert medisinsk forskningsutstyr.
Cerca Magnetics utvikler neste generasjons hjerneavbildningssystemer ved hjelp av fremskritt innen kvantesensorikk. Deres arbeid fokuserer på å transformere tradisjonell MEG-teknologi – som historisk sett har vært avhengig av stort, fastmontert og kostbart utstyr – til bærbare systemer som tillater naturlig bevegelse under skanning. Denne tilnærmingen utvider tilgangen til MEG-skanning, inkludert bruk av barn og langvarige studier som tidligere var upraktiske med konvensjonelle systemer.
Utfordringen
Tradisjonelle MEG-skannere er avhengige av store, stive strukturer som veier flere hundre kilo.
Cerca trengte en produksjonsløsning som kunne støtte:
- Svært komplekse geometrier, inkludert innvendige kanaler, underskjæringer og gitterstrukturer
- Lette, men robuste komponenter som egner seg for bærbart medisinsk utstyr
- Flere hjelmstørrelser, tilpasset brukere i ulike aldre
- Raske utviklingssykluser uten kostnader og forsinkelser knyttet til verktøy
Konvensjonelle polymerproduksjonsmetoder, som sprøytestøping, var uegnet på grunn av designkompleksitet og krav til verktøy.
Tilnærming til produksjon
For å oppfylle disse kravene produserte Prototals avdeling i Storbritannia MEG-hjelmene ved hjelp av industriell 3D-printing.
Teknologi og materialstrategi
- Industriell 3D-printing for polymer i SLS-teknologi, som muliggjør kompleks innvendig geometri uten støttestrukturer
- Lett design som gir fri bevegelse under skanning
- Verktøyfri produksjon, noe som reduserer ledetider og utviklingsrisiko
SLS-prosessen gjorde det mulig for Cerca å redusere en tradisjonell MEG-skanner på 500 kg til en serie bærbare hjelmer som veier litt over 1 kg hver, samtidig som den strukturelle integriteten og funksjonelle presisjonen ble opprettholdt.
Produksjon og kvalitetskontroll
Prototal UK støttet prosjektet gjennom flere produksjonsfaser:
- Designgjennomgang og vurdering av produserbarhet av CAD-modeller
- Serieproduksjon ved hjelp av industrielle SLS-systemer
- Dimensjonell og visuell kvalitetskontroll for å sikre samsvar med applikasjonskravene
Etter inspeksjonen ble hjelmene ferdigbehandlet ved hjelp av Prototals permanente overflatefargingsprosess, slik at ulike størrelser enkelt kan identifiseres ved hjelp av farge, samtidig som overflatenes holdbarhet opprettholdes.
Resultater
Samarbeidet gjorde det mulig for Cerca Magnetics å bringe en ny klasse MEG-utstyr inn i kliniske miljøer og forskningsmiljøer.
Viktige resultater var blant annet
- Lette, bærbare MEG-hjelmer som gjør det mulig for pasienten å bevege seg under skanning
- Flere hjelmstørrelser produseres på forespørsel med høy dimensjonsnøyaktighet
- Eliminering av verktøykostnader og redusert tid til markedet
- Forbedret tilgjengelighet for pediatriske og bevegelsesfølsomme studier
- En skalerbar produksjonsprosess som egner seg for kontinuerlig utvikling og forbedring
Samarbeidet mellom Prototal og Cerca Magnetics viser hvordan industriell 3D-printing kan muliggjøre nye arkitekturer for medisinsk utstyr som er upraktiske å produsere med tradisjonelle produksjonsmetoder. Ved å kombinere 3D-printingteknologien SLS, kontrollert etterbehandling og samarbeidende ingeniørstøtte, bidro Prototal til å forvandle MEG-skanning fra et fast, infrastrukturtungt system til en bærbar løsning for avansert hjerneforskning.
