Prototal samarbetade med Cerca Magnetics, ett medicintekniskt företag baserat i Storbritannien, för att tillverka lätta, bärbara hjälmar för magnetencefalografi (MEG) med hjälp av Industrial 3D Printing. Projektet visar hur industriellt 3D-tryck möjliggör komplexa geometrier, skalbar produktion och kortare tid till marknaden för avancerad medicinsk forskningsutrustning.
Cerca Magnetics utvecklar nästa generations system för avbildning av hjärnan med hjälp av framsteg inom kvantavkänning. Deras arbete fokuserar på att omvandla traditionell MEG-teknik – som historiskt sett varit beroende av stor, fast och dyr utrustning – till bärbara system som tillåter naturlig rörelse under skanningen. Detta tillvägagångssätt utökar tillgången till MEG-skanning, inklusive användningsfall som involverar barn och långvariga studier som tidigare var opraktiska med konventionella system.
Utmaningen
Traditionella MEG-skannrar bygger på stora, styva strukturer som väger flera hundra kilo.
Cerca behövde en tillverkningslösning som kunde stödja:
- Mycket komplexa geometrier, inklusive invändiga kanaler, underskärningar och gitterstrukturer
- Lätta men robusta komponenter som lämpar sig för bärbar medicinsk utrustning
- Flera olika hjälmstorlekar för användare i olika åldrar
- Snabba utvecklingscykler utan kostnader och förseningar för verktyg
Konventionella tillverkningsmetoder för polymerer, t.ex. formsprutning, var olämpliga på grund av konstruktionens komplexitet och verktygskraven.
Tillverkningsmetod
För att uppfylla dessa krav tillverkade Prototals anläggning i Storbritannien MEG-hjälmarna med hjälp av industriell 3D-printing.
Teknik- och materialstrategi
- Industriell 3D-utskrift för polymer med SLS-teknik, möjliggör komplex inre geometri utan stödstrukturer
- Lättviktsdesign som möjliggör fri rörlighet under scanning
- Verktygsfri produktion, vilket minskar ledtider och utvecklingsrisker
SLS-processen gjorde det möjligt för Cerca att reducera en traditionell MEG-skanner på 500 kg till en serie bärbara hjälmar som väger strax över 1 kg styck, samtidigt som den strukturella integriteten och funktionella precisionen bibehölls.
Produktion och kvalitetskontroll
Prototal UK stödde projektet genom flera produktionssteg:
- Konstruktionsgranskning och bedömning av tillverkningsbarhet av CAD-modeller
- Serieproduktion med hjälp av industriella SLS-system
- Dimensionell och visuell kvalitetskontroll för att säkerställa överensstämmelse med applikationskraven
Efter inspektion färdigställdes hjälmarna med Prototals permanenta ytfärgningsprocess, vilket gör att olika storlekar lätt kan identifieras med hjälp av färg samtidigt som ytans hållbarhet bibehålls.
Resultat
Samarbetet gjorde det möjligt för Cerca Magnetics att lansera en ny typ av MEG-utrustning i kliniska miljöer och forskningsmiljöer.
Viktiga resultat inkluderade:
- Lätta, bärbara MEG-hjälmar som gör det möjligt för patienten att röra sig under skanningen
- Flera hjälmstorlekar produceras på begäran med hög måttnoggrannhet
- Eliminering av verktygskostnader och kortare tid till marknaden
- Förbättrad tillgänglighet för pediatriska och rörelsekänsliga studier
- En skalbar tillverkningsprocess som lämpar sig för kontinuerlig utveckling och förfining
Samarbetet mellan Prototal och Cerca Magnetics belyser hur industriell 3D-printing kan möjliggöra nya medicintekniska arkitekturer som är opraktiska att producera med traditionella tillverkningsmetoder. Genom att kombinera 3D-utskriftstekniken SLS, kontrollerad efterbearbetning och ingenjörssamarbete bidrog Prototal till att omvandla MEG-skanning från ett fast, infrastrukturtungt system till en bärbar lösning för avancerad hjärnforskning.
