Approcci comuni nella tecnologia per i letti di fusione in polvere sono la fusione del fascio di elettroni (EBM) e la fusione laser selettiva (SLM). EBM utilizza i travi di elettroni come fonte di calore per sciogliere e solidificare le polveri metalliche; SLM sceglie accuratamente gli strati di polvere di metallo per lo scioglimento, quindi lo strato per pile e forme di strato. La tecnologia di deposizione di energia diretta prevede spruzzare direttamente filo metallico o polvere su un substrato, dove viene fusa e depositata utilizzando una fonte di calore come un laser o un arco, creando così un solido tridimensionale.
Tra i principali vantaggi dell'utilizzo della stampa 3D in metallo ci sono un ottimo tasso di economia materiale, una grande capacità di produrre costruzioni intricate e una grande potenza di personalizzazione. Nel campo dei dispositivi medici, i dispositivi esatti e adattabili possono essere rapidamente fabbricati in base alle differenze individuali dei pazienti per soddisfare le esigenze mediche personalizzate; Possono facilmente ottenere strutture complesse che sono difficili da elaborare con tecniche tradizionali; Quindi, migliorano le prestazioni e la biocompatibilità degli strumenti; Allo stesso tempo, riducono i rifiuti materiali e minori i costi di produzione.
Ogni paziente ha una diversa struttura e condizione corporeo; Pertanto, gli strumenti medici standardizzati convenzionali sono impegnativi per soddisfare le esigenze di ogni paziente. Sulla base di dati di imaging medico come CT, MRI, ecc., La tecnologia di stampa 3D in metallo può creare modelli 3D accurati che successivamente producono dispositivi medici personalizzati. Nel regno dell'ortopedia, ad esempio, i pazienti possono avere articolazioni artificiali su misura, impianti spinali, ecc. Questi impianti su misura corrispondono precisamente alle ossa del paziente, migliorando così l'accuratezza e il tasso di successo della chirurgia, abbassando il verificarsi di problemi postoperatori e aumentando così i risultati del trattamento e la qualità della vita per i pazienti.
La tecnologia di stampa in metallo 3D consente ai medici di produrre un modello solido tridimensionale della posizione della lesione del paziente prima dell'intervento. Guardando il modello e studiandolo, i medici possono comprendere meglio la forma, la posizione e il modo in cui la lesione si riferisce ai tessuti vicini, il che li aiuta a pianificare un intervento chirurgico più efficace. Inoltre, abbinata a modelli di stampa 3D, realtà virtuale (VR) e tecnologia AR) Aumentate Reality (AR) può essere utilizzata per replicare interventi chirurgici, procedure chirurgiche pre-drill e aumentare la competenza chirurgica e la sicurezza. Questo strumento di pianificazione e simulazione chirurgica digitale riduce i rischi chirurgici e aiuta a ridurre il sanguinamento intraoperatorio e i tempi chirurgici.
Con lunghi cicli e grandi spese, il metodo convenzionale di ricerca e sviluppo dei dispositivi medici consiste normalmente in design prolungato, produzione di muffe, produzione di prova e altre fasi. La prototipazione rapida e la rottura delle restrizioni di questo approccio convenzionale sono risultati delle tecnologie per la stampa 3D in metallo. Le idee di progettazione possono essere rapidamente convertite dal personale di ricerca e sviluppo in modelli reali per i test delle prestazioni e la validazione funzionale. I risultati dei test mostrano che il miglioramento e l'ottimizzazione del design tempestivo hanno ridotto significativamente il ciclo di sviluppo e abbassato le spese di sviluppo. Allo stesso tempo, questo approccio aiuta le attrezzature mediche a raggiungere una rapida iterazione e ad adattarsi più rapidamente ai cambiamenti nella domanda del mercato, ottimizzando così la catena di approvvigionamento.
Il modello di produzione disperso delle tecnologie di stampa 3D in metallo ha cambiato la catena di approvvigionamento dei dispositivi medici in modi nuovi. La catena di approvvigionamento di dispositivi medici convenzionale di solito comporta diversi collegamenti onerosi e inefficaci, come l'acquisizione di materie prime, la fabbricazione dei componenti, l'assemblaggio e il trasporto. Per mezzo della produzione localizzata in impianti medici o hub di produzione adiacenti, la stampa 3D con metallo può ridurre al minimo i collegamenti intermedi e abbreviare la lunghezza della catena di approvvigionamento. Le istituzioni mediche con requisiti specifici possono rispondere rapidamente e produrre prontamente gli strumenti medici necessari, migliorando così la flessibilità e la velocità di risposta della catena di approvvigionamento.
L'applicazione della tecnologia di stampa 3D in metallo dipende da altri dati medici, dati della cartella clinica dei pazienti e supporto dei dati di imaging medico. Questi dati devono essere uniti ed esaminati durante tutto il processo di stampa per garantire che l'attrezzatura medica prodotta soddisfi le esigenze dei pazienti. Stabilire una piattaforma digitale aiuterà a realizzare la condivisione e lo scambio di informazioni mediche. Condividendo i dati di imaging medico dei pazienti e i modelli stampati in 3D, diverse strutture mediche possono offrire ai pazienti opzioni diagnostiche e di trattamento più complete e precise. Inoltre, contribuire a promuovere la ricerca medica e la pratica clinica mediante l'integrazione e la condivisione dei dati medici aiuta a far avanzare il settore medico in generale.
Il sistema di certificazione e i criteri di qualità per i dispositivi medici stampati in metallo 3D sono attualmente inadeguati. L'assenza di standard tecnici e specifiche coerenti ha comportato una qualità disuguale dei beni prodotti da diversi produttori, quindi ponendo sfide specifiche per l'accesso al mercato e la supervisione del prodotto. Allo stesso tempo, influenza la fiducia dei pazienti nelle attrezzature mediche stampato in metallo 3D e nella reputazione delle istituzioni mediche.
Due costi costosi.
Il costo di produzione dei dispositivi medici stampati in 3D in metallo è piuttosto elevato poiché il prezzo delle attrezzature per la stampa 3D in metallo è costoso e anche le materie prime come la polvere metallica sono costose. L'elevato costo limita la sua ampia applicazione nel settore medico, in particolare per alcune istituzioni mediche di base e aree economicamente non sviluppate, che hanno difficoltà a permettersi il costo dell'acquisto di attrezzature e della creazione di strumenti.
Campi multipli, come la scienza dei materiali, l'ingegneria meccanica e la medicina relative alla stampa 3D in metallo, richiedono esperti multidisciplinari. Attualmente, la Cina manca piuttosto di pochi talenti adattabili, che limita lo sviluppo e l'implementazione del settore medico della tecnologia di stampa 3D per i metalli. L'incoraggiamento della crescita della tecnologia di stampa 3D per il metallo nel campo dei dispositivi medici dipende molto dalla coltivazione e dall'introduzione di professionisti multidisciplinari.