Cada mano es diferente
Formrise ofrece ortesis que se adaptan mejor
Formrise fabrica dispositivos médicos personalizados con la plataforma Next Polymer antes de su lanzamiento al mercado
Incluso antes de su lanzamiento oficial al mercado, Formrise ya está utilizando la nueva generación de la plataforma de polímeros EOS para la fabricación de ortesis de mano. Se han logrado mejoras significativas en cuanto a precisión dimensional, repetibilidad y uniformidad de los componentes. Estas propiedades son fundamentales para esta aplicación. Las ortesis impresas en 3D de HKK Bionics pueden ayudar a las personas a recuperar las funciones de prensión perdidas.
Al tratarse de dispositivos de exoesqueleto, estas ayudas se colocan directamente sobre el antebrazo y se adaptan a la anatomía y a las limitaciones de movilidad de cada paciente. Incluso las desviaciones geométricas más pequeñas pueden afectar al montaje, la funcionalidad y la comodidad de uso. Por ello, resulta esencial contar con un proceso de fabricación capaz de producir componentes altamente personalizados con una precisión repetible. «No hay dos manos iguales», explica Dominik Hepp, fundador y director general de HKK Bionics GmbH. «Para nosotros, eso significa que cada componente debe ajustarse exactamente a cada paciente. Cuanto más precisos sean los componentes fabricados, mejor podremos adaptar la ortesis a las necesidades individuales».
Una mayor precisión dimensional acorta el camino hacia el producto final
En el caso de los dispositivos médicos altamente personalizados, no basta con conseguir un buen resultado una sola vez. El rendimiento funcional, el ajuste y el montaje deben alcanzarse ya en la primera tirada de producción y reproducirse de forma fiable. Aquí es donde la nueva generación de sistemas EOS marca la diferencia. La mejora en la distribución de la temperatura en toda la cámara de impresión crea unas condiciones de proceso homogéneas. Partiendo de esta base, el aporte de energía se ajusta específicamente a los requisitos de la geometría de cada pieza. El resultado es una precisión dimensional excepcional en todo el volumen de impresión y una consistencia significativamente mejorada de los componentes fabricados.
La distribución uniforme de la temperatura también contribuye a una densidad más homogénea de las piezas, lo que mejora directamente la uniformidad del color. Las ortesis constan de múltiples componentes que pueden colocarse de forma flexible dentro de la cámara de impresión para aprovechar al máximo el volumen de impresión disponible. A pesar de las diferentes ubicaciones dentro del trabajo de impresión, las piezas presentan un resultado de color uniforme tras el teñido y, una vez montadas, forman una ortesis visualmente homogénea. Esto es especialmente importante para HKK Bionics, ya que los pacientes pueden elegir su ortesis en el color RAL que deseen.
Para HKK Bionics, esto significa, ante todo, una cosa: las propiedades deseadas de los componentes se consiguen con mucha más frecuencia ya en la primera tirada de producción. Se pueden reducir los ciclos de desarrollo y ajuste, al tiempo que se sientan las bases para una producción reproducible a largo plazo. «La ortesis se coloca directamente sobre la mano», explica Dominik Hepp. «Si no se ajustara a la perfección, afectaría tanto a la comodidad como a la funcionalidad. La mayor precisión nos ayuda a conseguir resultados mucho más rápidamente que resultan convincentes tanto desde el punto de vista técnico como ergonómico».
Propiedades mejoradas de las piezas para componentes funcionales
El impacto de estos avances se aprecia claramente en la mecánica de los dedos de la ortesis. Estos delicados componentes transmiten el movimiento a cada uno de los dedos y deben ser ligeros, precisos y duraderos al mismo tiempo. La mayor precisión dimensional resulta especialmente valiosa para este tipo de geometrías. Se ha mejorado aún más la isotropía y, junto con las condiciones de proceso altamente homogéneas, garantiza unas propiedades del material uniformes en todo el volumen de impresión. Como resultado, los componentes no solo son más precisos, sino que también alcanzan sus propiedades mecánicas de forma más fiable.
«Nos ha impresionado especialmente la precisión alcanzada en la dirección Z», resume Peter Spitzwieser, fundador y director general de la empresa de fabricación por encargo Formrise. «Sobre todo en el caso de los componentes de filigrana del mecanismo de los dedos, las desviaciones más mínimas tienen un efecto directo en el funcionamiento y el montaje. El alto nivel de uniformidad en toda la zona de impresión nos permite llevar a cabo aplicaciones que antes habrían requerido un esfuerzo de desarrollo y optimización considerablemente mayor».
La precisión y la rentabilidad van de la mano
La mayor precisión dimensional no va en detrimento de la productividad. Al contrario, el tiempo de impresión por juego de ortesis se redujo de 1,5 horas a una hora. Por pieza, la productividad aumentó aproximadamente un 35 % en comparación con el sistema anterior. Para Formrise, sin embargo, el tiempo de impresión de una sola pieza es menos importante que el rendimiento de una cámara de impresión a plena capacidad. Es aquí donde el impacto económico se hace especialmente evidente. El tiempo de producción de un trabajo de impresión se redujo de 28 horas a 21 horas. Como resultado, se pueden completar aproximadamente dos tercios más de trabajos de impresión por semana dentro del actual funcionamiento en un solo turno, sin necesidad de añadir capacidad adicional.
Además, la mayor fiabilidad del proceso abre nuevas posibilidades para aplicaciones que plantean exigencias especialmente elevadas en cuanto a ajuste, repetibilidad y funcionamiento. «Valoramos mucho el aumento de la productividad», destaca Peter Spitzwieser. «Pero el verdadero valor para nosotros es que ya no tenemos que elegir entre precisión, repetibilidad y eficiencia económica. La nueva generación de sistemas mejora estos tres aspectos simultáneamente y ofrece resultados uniformes, independientemente de la posición que ocupe un componente dentro de la cámara de fabricación».
La tecnología se une a la experiencia en tecnología médica
La colaboración entre HKK Bionics y Formrise demuestra cómo los avances en la fabricación aditiva pueden introducirse con éxito en mercados regulados. Una mayor precisión dimensional, unas propiedades reproducibles de las piezas y unas características mecánicas mejoradas no solo facilitan la fabricación de productos ya existentes, sino que también abren nuevas posibilidades para futuras generaciones de dispositivos médicos personalizados.
Para Formrise, las ventajas van más allá de esta ortesis concreta. Las aplicaciones con requisitos exigentes en cuanto a ajuste, rendimiento y repetibilidad representan algunos de los retos más difíciles de la fabricación aditiva. Dominarlas de forma fiable sienta las bases para otras aplicaciones médicas e industriales con requisitos de calidad similares. «Para nosotros, no se trata solo de mejorar la producción de las aplicaciones existentes», explica Peter Spitzwieser. «La mayor precisión también nos abre las puertas a aplicaciones en las que la exactitud dimensional, la repetibilidad y la funcionalidad de las piezas constituían anteriormente los principales obstáculos».
Para HKK Bionics, estos avances técnicos no son un fin en sí mismos. Ayudan a las personas a ser más independientes en su vida cotidiana, ya sea para coger una taza, ponerse una chaqueta o utilizar el teclado de un ordenador. En definitiva, es ahí donde se pone de manifiesto el valor de la fabricación aditiva de precisión. «La mejora de las propiedades técnicas es, por supuesto, algo emocionante para nosotros como ingenieros», afirma Dominik Hepp. «Pero cobra verdadera importancia cuando ayuda a las personas a volver a realizar las tareas cotidianas de forma independiente».
Resumen de los resultados:
- Un 35 % más de productividad en comparación con la máquina anterior
- El tiempo de fabricación por pieza se ha reducido de 1:24 a 1:02 h
- Ortesis individuales a medida ya en la primera tirada de producción
- Mayor precisión dimensional en todo el volumen de impresión
- Distribución homogénea de la temperatura para obtener resultados uniformes
- Propiedades isotrópicas de la pieza, incluidas las de la dirección z
- Una densidad más homogénea de las piezas para garantizar una fidelidad cromática uniforme en el color RAL deseado
Breve perfil de la empresa Formrise
Más información: https://formrise.com/
Breve perfil de la empresa HKK Bionics
HKK Bionics GmbH es una empresa derivada de la Universidad de Ciencias Aplicadas de Ulm especializada en ortesis biónicas activas. Combinando tecnologías y métodos de fabricación avanzados con la artesanía ortopédica tradicional, HKK Bionics desarrolla soluciones compactas de alta tecnología que ayudan a las personas con discapacidades motoras graves a recuperar la movilidad y la calidad de vida.
Más información: https://hkk-bionics.de/en