「手は一人ひとり違う」
Formriseが、よりフィット感の高い装具を提供
Formrise、市場投入に先立ち、次世代ポリマープラットフォームを用いた個別化医療機器を製造
Formrise社は、正式な市場投入に先立ち、手用装具の製造に次世代のEOSポリマープラットフォームを採用しています。寸法精度、再現性、および部品の均一性において大幅な改善が達成されました。これらの特性は、この用途において極めて重要です。HKK Bionics社が提供する3Dプリント製の装具は、失われた把持機能を回復させるのに役立ちます。
これらの補助具は外骨格デバイスとして前腕に直接装着され、患者一人ひとりの解剖学的構造や運動機能の制限に合わせてカスタマイズされます。ごくわずかな形状のずれであっても、組み立て、機能性、装着感に影響を及ぼす可能性があります。そのため、再現性の高い精度で高度にカスタマイズされた部品を製造できる製造プロセスが不可欠となります。 「手の形は一人として同じものはありません」と、HKK Bionics GmbHの創業者兼代表取締役であるドミニク・ヘップ氏は説明します。「私たちにとって、それはすべての部品が各患者にぴったりと合う必要があることを意味します。部品の製造精度が高ければ高いほど、個々のニーズに合わせて装具をより適切に調整することができるのです。」
寸法精度の向上により、最終製品への道のりが短縮される
高度にカスタマイズされた医療機器の場合、一度だけ良好な結果を出せばよいというわけではありません。機能性能、適合性、および組立性は、最初の生産ロットから達成され、確実に再現されなければなりません。この点において、新世代のEOSシステムがその真価を発揮します。造形チャンバー全体にわたる温度分布の改善により、均一なプロセス条件が実現されます。この基盤に基づき、各部品の形状要件に合わせてエネルギー入力が個別に調整されます。その結果、造形領域全体にわたって卓越した寸法精度が得られ、製造される部品の一貫性が大幅に向上します。
温度分布が均一であることも、部品の密度をより均一にする一因となり、これにより色の一貫性が直接向上します。 装具は複数の構成部品から成り、利用可能な造形スペースを最大限に活用できるよう、造形チャンバー内で柔軟に配置することができます。造形ジョブ内での配置位置が異なっていても、染色後の部品の色調は均一であり、組み立て後は視覚的にも一貫性のある装具となります。これはHKK Bionicsにとって特に重要な点であり、患者は希望するRALカラーの装具を選択することができるからです。
HKK Bionicsにとって、これは何よりもまず、最初の生産ロットで望ましい部品特性がはるかに高い頻度で達成されることを意味します。これにより、開発や調整のループを削減できると同時に、長期的に再現性のある生産の基盤を築くことができます。 「装具は手に直接装着されます」とドミニク・ヘップ氏は語る。「もし完璧にフィットしなければ、快適性と機能性の両方に悪影響を及ぼします。精度が高まることで、技術的にも人間工学的にも納得のいく結果を、はるかに迅速に得ることができるようになります。」
機能部品の材料特性の向上
こうした技術の進歩が、装具の指部の機構に明確に表れています。これらの繊細な部品は、個々の指に動きを伝達する役割を担っており、軽量であると同時に、高精度かつ耐久性にも優れている必要があります。寸法精度の向上は、こうした形状の部品にとって特に重要です。等方性がさらに向上し、極めて均一な成形条件と相まって、造形領域全体にわたって一貫した材料特性が確保されています。その結果、部品の精度が向上しただけでなく、機械的特性もより確実に実現できるようになりました。
「Z軸方向で実現された精度には特に感銘を受けました」と、受託製造企業Formriseの創業者兼代表取締役であるピーター・シュピッツヴィーザー氏は総括する。「特に指機構の繊細な部品の場合、わずかな誤差でも機能や組み立てに直接影響を及ぼします。造形領域全体にわたる高い一貫性により、以前ははるかに多くの開発や最適化の労力を必要としていた用途も実現できるようになりました。」
精度とコストパフォーマンスは両立する
この高い寸法精度は、生産性を犠牲にして達成されたものではありません。それどころか、装具1セットあたりの造形時間は1.5時間から1時間に短縮されました。部品1個あたりの生産性は、従来のシステムと比較して約35％向上しました。しかし、Formriseにとっては、単一の部品の造形時間よりも、フル稼働状態の造形チャンバーのパフォーマンスの方が重要です。この点において、経済的な効果が特に顕著に表れています。 プリントジョブの生産時間は28時間から21時間に短縮されました。その結果、追加の生産能力を導入することなく、既存の1シフト体制内で、週あたりのビルドジョブ完了数を約3分の2増やすことが可能になりました。
さらに、プロセスの信頼性が向上したことで、嵌合精度、再現性、機能性に特に高い要求が課される用途において、新たな可能性が開かれています。「生産性の向上は大変ありがたい」とピーター・シュピッツヴィーザー氏は強調します。「しかし、私たちにとって真の価値は、精度、再現性、経済性の間で妥協する必要がなくなったことです。新世代のシステムはこれら3つの要素を同時に向上させ、ビルドチャンバー内の部品の位置に関係なく、一貫した結果をもたらしてくれます。」
テクノロジーと医療技術の専門知識の融合
HKK Bionics社とFormrise社の提携は、積層造形技術の進歩が、規制の厳しい市場にいかにして成功裏に参入できるかを示しています。高い寸法精度、再現性のある部品特性、そして機械的性能の向上は、既存製品の製造を支えるだけでなく、次世代の個別化医療機器に向けた新たな可能性を切り拓くものです。
Formriseにとって、そのメリットはこの特定の装具にとどまりません。フィット感、性能、再現性に対して厳しい要件が求められる用途は、積層造形において最も困難な課題のいくつかです。これらを確実に克服することで、同様の品質要件を持つその他の医療・産業用途への応用に向けた基盤が築かれます。 「私たちにとって重要なのは、単に既存の用途の生産性を向上させることだけではありません」と、ピーター・スピッツヴィーザー氏は説明します。「精度の向上により、これまで寸法精度、再現性、部品の機能性が主要な障壁となっていた用途にも参入できるようになります。」
HKK Bionicsにとって、こうした技術的進歩はそれ自体が目的ではありません。それらは、カップを握ったり、ジャケットを着たり、コンピューターのキーボードを操作したりといった、日常生活において人々がより自立できるよう支援するものです。まさにここに、高精度な積層造形の価値が如実に表れているのです。「技術的特性の向上は、エンジニアである私たちにとってもちろん喜ばしいことです」とドミニク・ヘップ氏は語ります。「しかし、それらが人々が再び自立して日常の動作を行えるようになる手助けとなる時、初めて真に重要な意味を持つのです。」
結果の概要：
- 従来の機械と比較して生産性が35％向上
- 部品1つあたりの製造時間が1時間24分から1時間02分に短縮されました
- 初回生産ロットからすでに、個別にフィットさせた装具が提供されています
- ビルド領域全体にわたって寸法精度が向上しました
- 均一な温度分布により、一貫した結果が得られます
- z方向を含む等方性の部品特性
- より均一な部品密度により、 希望するRAL色において、より均一な粒子密度により、均一な色再現性を実現
Formriseの会社概要（概要版）
HKK Bionicsの会社概要（概要）
HKK Bionics GmbHは、ウルム応用科学大学からスピンオフした企業であり、アクティブ型バイオニック装具を専門としています。HKK Bionicsは、最先端の技術や製造手法と、伝統的な装具作りの職人技を融合させ、重度の運動機能障害を持つ人々が移動能力と生活の質を取り戻せるよう支援する、コンパクトでハイテクなソリューションを開発しています。
