Continuare a correre grazie alla produzione protesica e bionica 3D completamente personalizzata
La bionica personalizzata, l’endoprotesica intelligente (per ginocchia e anche) e l’esoprotesica richiedono tutte una personalizzazione geometrica e funzionale. La bionica differisce dalle protesi in quanto imita la funzione originale o addirittura la supera, generalmente collegandosi al sistema nervoso o muscolare della persona per il funzionamento. Il progetto Symbionica ha svolto la sua missione: è ora tecnicamente possibile produrre protesi ortopediche intelligenti e completamente personalizzate. «Symbionica ha sviluppato una nuova macchina certificata per la produzione additiva multimateriale», afferma Alessio Giuliani, coordinatore del progetto e direttore della ricerca di Sintea Plustek SRL, l’azienda coordinatrice attiva nella produzione di prodotti ortopedici. Soddisfare le esigenze del settore della tecnologia medica e dei pazienti L’elenco delle realizzazioni di Symbionica è impressionante. Sono presenti quattro protesi demo certificabili appartenenti a diverse famiglie insieme a quattro modelli CAD parametrici per generare queste protesi. I prodotti vengono realizzati in un’unica fase di lavorazione. Il vantaggio di tali tecnologie di produzione è che il prodotto può avere una forma complessa anche in una struttura 3D ed è privo di giunture. «La macchina gestisce sia la deposizione additiva sia l’ablazione, pertanto è flessibile e riconfigurabile», spiega Giuliani. Importante per un design e funzionalità all’avanguardia, il team ha ideato una nuova piattaforma di progettazione cooperativa che si interfaccia con la progettazione e la produzione assistita dal computer (CAD/CAM) e con i sistemi di diagnostica dei dispositivi medici. Il software CAM utilizza i modelli creati in CAD per azionare macchine utensili e trasformare i progetti nelle diverse protesi. Per rifinire la personalizzazione, è presente un sistema che consente la raccolta e l’analisi dei dati clinici dei pazienti. Una piattaforma di co-engineering della catena di distribuzione consente progettazione avanzata, personalizzazione completa e supporto al paziente. Incorporando riparazioni, gestione dell’obsolescenza, formazione e assistenza tecnica, i prodotti Symbionica soddisfano le esigenze di tutti gli utenti finali per il massimo funzionamento. Innovazione per il massimo dell’efficienza produttiva «Numerose funzionalità innovative riducono radicalmente i costi di produzione della protesi e contribuiscono alla personalizzazione economica riducendo al minimo la perdita di energia e lo spreco di materie prime», sottolinea Giuliani. L’integrazione delle tecnologie in una singola macchina combina il massimo raggiunto finora nella produzione con la precisione: non esistono tempi di preparazione e sprechi di materiale. Anche la perdita di polvere è ridotta al minimo grazie a uno spazio di lavoro schermato in modo che tutta la polvere espulsa sia mantenuta nell’area di produzione e protetta dal contatto con l’ossigeno. Una sorgente laser a lungo raggio di qualità consente di ottenere densità di potenza sull’area di lavoro attualmente possibili solo con laser a potenza più elevata, riducendo quindi al minimo la perdita di energia. La combinazione di due sorgenti laser altamente efficienti garantisce la maggiore capacità produttiva possibile. Un laser a onda continua sinterizza le polveri metalliche, mentre un laser a impulsi consente un’ablazione precisa e il livellamento della superficie. Passi protesici nel futuro Esistono ancora alcuni problemi aperti nella certificazione dei dispositivi medici stampati in 3D le cui proprietà meccaniche dipendono dalla direzione della produzione. «Pertanto, approfondire questo argomento potrebbe essere una ragionevole evoluzione di questo progetto», osserva Giuliani. I requisiti dei pazienti sono intrinsecamente molto diversificati nella sfera delle protesi, ma Symbionica ha fornito un’azione di innovazione per prodotti, processi, attrezzature e catena del valore per far fronte a questa domanda. Giuliani riassume i risultati chiave per il team: «Symbionica ha sviluppato una macchina straordinaria in grado di portare la tecnologia di produzione dei dispositivi medici stampati in 3D al livello successivo di innovazione».
Parole chiave
Symbionica, bionica, protesi, ortopedica, ablazione, stampa 3D, produzione additiva, progettazione e produzione assistita da computer, CAD/CAM
