Оцифровка производства стелек с помощью 3D-печати SLS

Kriwat GmbH - специализированная ортопедическая медицинская компания со штаб-квартирой в г. Киль, Германия. С самого начала компания отличалась уникальной направленностью на сочетание спортивных результатов с передовыми медицинскими исследованиями.

Михаэль Криват начал свою деятельность в 1987 г. как один из первых в Германии специалистов по анализу походки на беговой дорожке как для любителей, так и для профессиональных спортсменов. С тех пор компания расширилась до шести офисов в Киле, Гамбурге и Претце, увеличила штат сотрудников до 75 человек и расширила спектр услуг до индивидуального подхода к пациентам в области бандажей, стелек, ортезов и ортопедической обуви.

Отрасль ортопедической помощи испытывает острую нехватку квалифицированных кадров - мало молодых специалистов, желающих заниматься трудоемким процессом создания ортезов, и еще меньше тех, кто хочет взять на себя ответственность за управление этими малыми и средними, часто семейными предприятиями.

Преобразование ручного ремесла с помощью 3D-печати

Традиционная технология изготовления ортопедических стелек очень трудоемка и неудобна как для заказчика, так и для поставщика. Сначала клиент наступает на форму из пенопласта, чтобы создать слепок своей стопы. На основе этого слепка заливается полимерная жидкость, воссоздающая форму стопы, которая затем используется для изготовления соответствующей ортопедической стельки. 

Этот процесс требует специальных навыков и практического труда в условиях, насыщенных пылью и химическими испарениями. "Это то, что меня очень беспокоило во время обучения. Многие вещи приходилось обрабатывать химикатами. Многое приходилось шлифовать на шлифовальном станке, так что контакт с химикатами и пылью был постоянно. Поэтому я поставил перед собой цель - сделать все по-другому, чтобы не иметь такого большого контакта с химикатами", - говорит Лейс Криват.

Традиционно слепки ног клиентов снимаются с помощью пенопластового слепка, затем форма заполняется химическими веществами для воссоздания формы стопы.

Лейс, как человек, недавно пришедший в отрасль, на собственном опыте убедился в том, что традиционный рабочий процесс сопряжен с определенными трудностями, и понял, что для того, чтобы сохранить актуальность для сотрудников, необходимо внести изменения. 

"Самая большая проблема нашей отрасли сегодня — это, безусловно, нехватка кадров. Трудно найти людей, которые еще хотят заниматься нашей профессией и которым интересно заниматься ручным трудом. Нужно сделать работу интересной, и здесь очень важны новые технологии", - говорит Лейс Криват.

Ежегодно компания Kriwat GmbH производит тысячи стелек, но традиционный технологический процесс изготовления ортопедических стелек чрезвычайно трудоемок.

Лейс впервые начал экспериментировать с 3D-печатью в 2017 году, печатая хобби-проекты и прототипы на небольшом 3D-принтере, работающем по методу FDM. По мере освоения 3D-проектирования и печати он начал изучать возможности их применения в семейном бизнесе. Познакомившись с технологией SLA, семейный бизнес инвестировал в принтер Form 3BL, что открыло совершенно новые возможности для производства ортопедических изделий. Лейс начал шаг за шагом осваивать новые области применения и, в конце концов, обратил свое внимание на основную часть их бизнеса — стельки. 

"Вначале это был проект, в котором я не знал, что делать дальше. Поэтому я начал искать действительно хороших партнеров и наткнулся на компанию Formlabs, и должен сказать, что для меня это было абсолютной удачей, потому что я смог реализовать идею, которая была у меня в голове. Я мог присылать эскизы, и они распечатывали их, чтобы посмотреть, прежде всего, будет ли это действительно работать в этой 3D-технологии. Это все те моменты, в которых у меня не было опыта, и компания Formlabs мне очень помогла", - говорит Лейс Криват.

Шаг за шагом Лейс оцифровывал рабочий процесс производства стелек и проверял конечные продукты, тестируя их внутри компании и у клиентов. В новом цифровом рабочем процессе ручные слепки стопы заменяются 3D-сканированием, длинный список ручных операций сокращается за счет цифрового проектирования и 3D-печати, а напечатанные детали объединяются с традиционным рабочим процессом для создания конечного продукта.

Каковы преимущества 3D-печати для производства стелек? 

Команда Кривата использует два 3D-принтера Fuse 1+ 30W SLS и порошок Nylon 11 для изготовления отдельных стержней стельки и даже целых стелек. Естественно, что перед переводом производства в цифровой формат Лейсу было крайне важно показать, что новый технологический процесс изготовления ортопедической стельки действительно имеет решающие преимущества как для компании, так и для клиентов. Давайте рассмотрим основные преимущества, которые он выделил.

• Экономия времени

Благодаря новой схеме работы можно в тот же день получить 3D-скан, создать на его основе цифровую модель, собрать ее вместе с другими стельками и напечатать их в течение ночи на Fuse 1+ 30W. Затем команда Кривата может провести пост-обработку деталей, следовать традиционному технологическому процессу изготовления стельки вокруг стержня и завершить изготовление стельки на следующий день.

В настоящее время в компании Kriwat GmbH работают два 3D-принтера Fuse 1+ 30W SLS.

“Теперь у нас есть возможность создать идеально подходящие стельки для пациента в течение 24 часов. Это, конечно, дает нам огромное преимущество, поскольку мы можем быстро оказать медицинскую помощь, но самое важное - это пациент, у которого есть проблема, и которому мы можем предоставить наилучший уход в кратчайшие сроки”, - Луис Криват, мастер-техник по ортопедической обуви, руководство Kuwait GmbH. 

• Экономия затрат

По сравнению с традиционным ручным производством новый цифровой технологический процесс дает финансовые преимущества как с точки зрения материальных затрат, так и, прежде всего, затрат на персонал. Многие этапы работы теперь выполняются в цифровом виде и не требуют материалов и больших трудозатрат. При тех объемах, которые обрабатывает компания Kriwat, одноразовое приобретение 3D-сканера и программного обеспечения для проектирования обходится дешевле, чем большие объемы пены и жидких химикатов. 

Кроме того, сотрудники могут принимать больше пациентов за день, поскольку рабочий процесс ускоряется, что снижает затраты на большую рабочую силу. По оценкам Лейса, благодаря 3D-печати производственные затраты снизились примерно на 15-17%.

3D-сканирование позволяет получить более точный и полный оттиск стопы, а также значительно упрощает передачу данных в цифровом виде.

Хотя команда Kriwat сразу же поняла, что внедрение 3D-принтеров в производство - это ключ к снижению затрат и улучшению рабочего процесса, большинство решений для SLS печати выходили за рамки их ценового диапазона, достигая шестизначных цифр. SLS принтер Fuse 1+ 30W оказался единственной машиной, которая обеспечивала требуемое промышленное решение по цене, доступной для малого и среднего бизнеса.

"Преимущество компании Formlabs, конечно же, заключается и в финансовом аспекте. Будучи компанией среднего размера, я могу позволить себе такие инвестиции, которые были бы просто недостижимы для нас при работе с другими производителями, да и для других компаний в нашей отрасли". - Лейс Криват, мастер по ортопедической обуви, руководство компании Kriwat GmbH. 

• Упрощенный рабочий процесс

SLS 3D-печать с использованием серии Fuse обладает множеством функций, упрощающих рабочий процесс производства стелек. Самоподдерживающийся характер процесса означает, что за одну сборку можно напечатать много стелек, что оптимизирует рабочий процесс и снижает затраты. Готовые детали имеют слегка шероховатую поверхность, что идеально подходит для приклеивания добавок и чехлов для различных типов конечных изделий. Нейлоновые детали можно также подвергать механической обработке и шлифовке для достижения идеальной отделки конечного продукта.

Напечатанные на 3D-принтере стельки и стелечные сердечники соединяются с чехлами и другими материалами для создания конечного продукта.

Formlabs Dashboard - это онлайн-инструмент, позволяющий операторам управлять несколькими 3D-принтерами, отслеживать печать и расход материалов, а также получать уведомления о состоянии печати, что, по мнению Лейса, очень важно для планирования. За свою карьеру он успел поработать с большим количеством ПО для 3D-принтеров, но PreForm показалась ему более простой и удобной в использовании. 

"PreForm — это идеальное программное обеспечение для быстрой печати", - говорит Лейс Криват.

• Улучшение логистики

Оцифровка также упрощает управление логистикой. В магазинах компании Kriwat GmbH в Гамбурге теперь установлены 3D-сканеры, что значительно упрощает отправку данных в цифровом виде в головной офис в Киле, где команда может разрабатывать индивидуальные изделия. Раньше приходилось перевозить ручные слепки в главный офис, где изготавливались стельки, что отнимало гораздо больше времени и средств, поскольку приходилось регулярно преодолевать большие расстояния.

• Устойчивое развитие

Помимо сокращения транспортных расходов, 3D-печать позволяет сделать рабочий процесс более экологичным по целому ряду параметров. При использовании цифровых технологий для производства конечного продукта требуется гораздо меньше сырья, так как полностью исключается создание копии стопы. Компании Kriwat GmbH больше не нужно искать способы утилизации тысяч моделей стоп, лишней неиспользованной пены и химических отходов. Благодаря эффективной системе Fuse Series, порошок может быть использован еще раз, что позволяет создать круговой рабочий процесс, позволяющий сократить или даже полностью исключить отходы. 

"Устойчивое развитие - самая важная тема для моего поколения. Моя цель - чтобы в конечном итоге нам не пришлось выбрасывать так много материалов. Например, у нас есть пластиковый мусорный бак, и моя цель заключалась в том, чтобы его не нужно было забирать каждую неделю, а чтобы мы могли минимизировать количество отходов, чтобы его забирали только раз в четыре недели. Я также хотел сократить использование химикатов и выбрасывать их меньше. Технология SLS компании Formlabs идеально подходит для этого, поскольку мы печатаем только то, что нам действительно нужно", - говорит Лейс Криват.

Будущее инноваций в производстве стелек

В течение первого года компания Kriwat планировала перевести в цифровой формат около 50% производства стелек и напечатать около 10 000 пар. Однако два 3D-принтера Fuse 1+ 30W открывают широкие возможности для будущего.

"На первом этапе нашей целью было оцифровать традиционное ремесло. Это означает, что мы вводим в компьютер формы наших стелек, конкретные виды стелек и в конце распечатываем их на 3D-принтере. На следующих этапах мы также будем создавать совершенно новые продукты, основанные только на 3D-технологиях", - говорит Лейс Криват.

После оцифровки текущей линейки продукции Криват намерен предложить новые инновационные продукты, созданные с помощью 3D-печати.

Возможности, открывающиеся благодаря свободе проектирования при SLS 3D-печати, включают перераспределение давления при ходьбе, индивидуальные изделия премиум-класса, определенные виды поддержки, которые невозможно изготовить традиционными методами, и более тонкие изделия, обеспечивающие оптимальную поддержку стопы при занятиях такими видами спорта, как бег и футбол.

"Я очень рад, что мы выводим на рынок инновации, которые были невозможны 15 лет назад, но сейчас технология 3D-печати предлагает множество возможностей. То, что сегодня мы даже не можем себе представить, совсем скоро станет реальностью", - Лейс Криват, мастер по ортопедической обуви, руководство компании Kriwat GmbH.

Будем держать Вас в курсе новостей!

Ваша команда iGo3D Russia :)

Наши группы в социальных сетях:

Telegram

VKontakte

YouTube