Этапы 3D-производства ортопедических стелек
Как бы не старались производители обуви создать идеальную форму стельки, подходящую для всех, сделать это невозможно. Стопы каждого человека уникальны и даже отличаются одна от другой. Тем не менее, стандартная обувь подходит большинству людей, не имеющих патологических отклонений от нормы. А вот пациентам с плоскостопием, травмами позвоночника и другими заболеваниями, такие ботинки могут приносить сильный дискомфорт и даже боль.
Для лечения и компенсации положения стопы существуют специальные ортопедические стельки. Готовые стельки могут помочь перераспределить нагрузку, но с более серьезной проблемой не справятся. В остальных случаях, ортопедические стельки изготавливаются индивидуально.
На сегодняшний день, наиболее распространенный метод изготовления индивидуальных стелек – термоформование. Такая стелька изготавливается примерно за 1 час и полностью повторяет контур стопы пациента, что позволяет получить практически мгновенный результат в виде комфорта и снятия болевых симптомов. Но у данного метода есть один существенный недостаток – невозможность заложить поправки для корректирующего эффекта. Таким образом, формируемая индивидуальная стелька устраняет симптомы, но не причину.
Технологии 3D сканирования и 3D печати решают эту проблему. 3D производство ортопедических стелек занимает немного больше времени, от 1 до 2 рабочих дней с учетом приема пациентов, но позволяет получить полное представление о ступне и создать модель стельки направленную на устранение дефекта.
Весь процесс происходит в 4 этапа:- 3D сканирование
- 3D моделирование
- 3D печать
- Завершающая обработка
На левой фотографии ортопедический 3D сканер ScanPod3D UPOD-S, на правой ортопедический 3D сканер ScanPod3D UPOD-S
После получения 3D модели стоп пациента, доктор переходит к самому сложному этапу – 3D моделирование будущей стельки в специальном программном обеспечении IsoleCAD. Большинство функций в ПО автоматизированы, но универсального подхода на данном этапе нет, все зависит от дефекта и вида обуви, для которого создается стелька. В процессе создания модели стельки по данным с 3D сканера врач может заложить корректировки вручную, которые будут способствовать устранению дефектов.
На скриншоте STL файлы созданных моделей стелек левой и правой ноги
Как только будет готова 3D модель стельки, можно приступать к 3D печати. За последние несколько лет технологии 3D печати стали гораздо доступнее, а выбор материалов просто огромен.
3D принтер Raise3D E2 был разработан специально с учетом применения в ортопедии. Система 2-х независимых экструдера IDEX дает возможность печатать сразу две стельки – правую и левую, а размер области построения подходит для изготовления стелек самого большого размера ноги.
Наиболее часто для 3D-печати ортопедических стелек используется пластик ТПУ (TPU) – эластомер с высоким уровнем эластичности и износостойкости.
В зависимости от необходимого эффекта и требуемого финишного покрытия стельки, в процессе подготовки модели к печати можно задать любое заполнение, а также выбрать заливку первого и последнего слоя.
Процесс печати стелек на 3D принтере Raise3D E2
Полное заполнение первого и последнего слоя несколько увеличивают время печати, но при этом дают возможность использовать разные материалы для отделки верхней части стельки, например, натуральную кожа, различные ткани, полиуретан с эффектом памяти, специальный материал EVA и т.д. Печать одной пары занимает от 90 минут.
Комплект стелек, напечатанный без заливки первого и последнего слоя. Скорость печати комплекта 1 час 30 минут
Комплект стелек, напечатанный с заливкой первого и последнего слоя. Скорость печати комплекта 6 часов 40 минут
Благодаря экосистеме управления 3D-печатью, Raise3D E2 способен работать автономно 24/7.
Экосистема Raise3D включает в себя:- профессиональный слайсер для подготовки моделей к печати – ideaMaker
- веб-платформу для удаленного контроля и отслеживания всех этапов печати – RaiseCloud
- мобильное приложение RaiseCloud
На фотографии напечатанная на 3D принтере стелька с финишным покрытием и без него
Готовые стельки с разным вариантом отделки верха
3D производство индивидуальных ортопедических стелек – это гибкое решение с большим потенциалом развития. Среднее время изготовления одной пары стелек составляет 2-3 часа, а себестоимость колеблется в районе 500 рублей. Легкое масштабирование производства, за счет увеличения количества 3D принтеров, позволит многократно увеличить производительность и нарастить объем выпускаемых стелек. Благодаря облачным технологиям при серийном производстве, можно разнести его по наиболее удобным локациям. Эффективность и целесообразность применения 3D оборудования для изготовления индивидуальных стелек бесспорна.