Cómo la impresión 3D está creciendo paso a paso

MarketsandMarkets pronosticó recientemente que el mercado mundial de impresión 3D crecerá un 22,5% anual, de $ 12.6 mil millones en 2021 a $ 34.8 mil millones en 2026. La utilidad de la tecnología se demostró durante la pandemia, cuando la impresión 3D permitió a las empresas imprimir piezas para equipos de protección personal (PPE ).

Según MarketsandMarkets, el sector de fabricación industrial está pasando de una fase de prototipo de adopción de la impresión 3D al desarrollo de productos finales. Por ejemplo, las impresoras 3D permiten a las organizaciones de diversas industrias crear herramientas y accesorios personalizados de bajo volumen a un costo menor que los precios tradicionales. MarketsandMarkets dijo que los pequeños fabricantes obtienen el mismo beneficio con una impresora 3D que los fabricantes globales de primer nivel.

La empresa belga de impresión 3D Materialise es una de las empresas que ha desarrollado sus productos y servicios para ampliar el alcance de la impresión 3D.

Bart van der Schueren, director de tecnología de Materialise, dijo: “Cuando comenzamos en 1990, adquirimos una impresora para desarrollar servicios para el mercado belga, pero con bastante rapidez descubrimos que faltaban datos 3D. El CAD 3D no existía “.

Los dibujos a menudo eran dibujos a mano computarizados, dijo. “Lo que faltaba era una manera fácil de obtener los datos en una forma completamente digital; de lo contrario, es imposible imprimir “.

Materialise comenzó a desarrollar pequeñas herramientas para uso interno para convertir los datos existentes para sus clientes industriales. También comenzó a buscar imágenes médicas. “Con la impresión 3D, podemos personalizar un producto para un individuo”, dijo van der Schueren.

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La compañía comenzó a producir implantes dentales en 3D y luego se expandió a la cirugía de rodilla, proporcionando una plantilla personalizada utilizando la anatomía de un paciente. “Hoy proporcionamos implantes de rodilla para 56.000 pacientes al año”, dijo van der Schueren.

En octubre pasado, Materialise pasó a una nueva categoría de productos, adquiriendo la tecnología de medición dinámica del pie RSscan y la línea de productos de plantillas personalizadas Phits, tal como las usó la campeona del maratón de Londres Paula Radcliffe.

El campeón mundial de Ultra Trail, Tom Evans, es uno de los atletas que usa plantillas Phits impresas en 3D

Según van der Schueren, el 20% de las personas no lleva calzado que le quede bien. Esto puede provocar problemas de rodilla, cadera y espalda. Al aplicar técnicas similares a las impresiones 3D de imágenes médicas personalizadas, van der Schueren dijo que, con un calzado ajustado, es posible corregir la marcha de las personas y reducir el riesgo de lesiones.

La compañía ahora ha combinado la tecnología avanzada de análisis de la marcha de RSscan con sus capacidades de impresión 3D. Esto crea lo que Materialise describe como un “flujo de trabajo de tres etapas”, lo que permite a los expertos en pies diseñar las ortesis más adecuadas de manera más eficiente y precisa.

En la fase inicial, Materialise Phits Suite ayuda a los expertos en pies a escanear y medir los datos de un paciente mediante el uso de escáneres 3D y placas de presión footscan de alta calidad. A continuación, el software footscan automatiza el diseño de la plantilla y proporciona recomendaciones basadas en la ciencia con una opción de entrada manual de expertos. Por último, el experto en pies puede enviar el diseño de la plantilla generado a través de un portal en la nube a la planta de producción de Materialise. En cuestión de días, se entregan aparatos ortopédicos personalizados impresos en 3D a la consulta y, en última instancia, al paciente.

La compañía ha trabajado con Gait and Motion Technology para ofrecer plantillas Phits impresas en 3D. A través de una red de clínicas, proporciona el escáner de pie RSscan 3D y el software que lo acompaña para los podólogos. Durante una consulta, se le pide al paciente que camine a lo largo de la placa de presión RSscan varias veces. La matriz de sensores en la placa de presión toma medidas en varios puntos del pie.

“Desarrollamos herramientas para traducir estas medidas de presión en un análisis de la marcha”, dijo van der Schueren, y agregó que esto se puede usar para imprimir en 3D una plantilla personalizada.

Al observar cómo funciona la placa de presión, Scott Barton, director de Gait and Motion Technology, dijo: “Hay 4.096 sensores, cada uno de los cuales mide 5×7 mm, registrando a 300 Hz por medio metro. Esto nos permite captar las cosas rápidamente y con más detalle “.

Se pide al paciente que suba y baje la placa de presión seis veces, lo que proporciona datos suficientes para analizar cada huella de presión. Luego, los datos se promedian y los datos incorrectos se eliminan, dejando un conjunto de datos claro para que un podólogo lo use con el software de diseño de RSscan para personalizar una plantilla para corregir la marcha del paciente.

Luego, los datos se cifran para cumplir con el Reglamento general de protección de datos y se envían a la nube, donde se agregan a una cola en el sistema de fabricación.

Materialise está explorando cómo usar la inteligencia artificial (IA) para ayudar en el desarrollo de plantillas personalizadas, dijo van der Schueren. “La IA ayuda a aprender de los casos, pero creemos que debemos aportar conocimientos expertos”.

Dijo que la IA podría usarse para comparar diferentes perfiles de presión del pie para identificar patrones. Pero agregó: “Las correcciones que adoptas se basan en heurísticas”.

El campeón mundial de Ultra Trail, Tom Evans, es uno de los atletas que utiliza plantillas Phits impresas en 3D de Gait and Motion. Dijo: “El equipo de Gait and Motion Clinics me ha permitido ser consistente. Tuve una prueba muy profunda, seguida de la entrega de mis plantillas Phits. Ha sido una herramienta increíble para mantenerme constante en mis grandes bloques de entrenamiento “.

La estrategia de Materialise de desarrollar una suite de productos para proporcionar aparatos ortopédicos impresos en 3D y, a través de asociaciones como la de Gait and Motion Technology, ofrecer un servicio a una amplia base de clientes, ilustra cómo la impresión 3D se está volviendo más común. Para van der Schueren, las plantillas tienen aproximadamente el tamaño adecuado para fabricarlas a escala mediante la impresión 3D.

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