惠普多射流熔融3D打印技术助矫正鞋垫制造商iOrthotics产量翻三倍

| 3DScienceValley · 2018/08/07

iOrthotics成立于2009年，位于澳大利亚昆士兰州麦凯市，专为足医定制矫正鞋垫。公司采用数字化制造工艺，可打造定制的矫形解决方案，为足疗诊所及其客户带来独特的益处。iOrthotics投入十万美元用于研发，同时还与昆士兰大学合作开发定制矫形解决方案。

挑战

足部矫形专家IanGoodchild说：“任何矫正鞋垫的目标都是为了支撑和矫正足部，改善足部功能。传统的制作方法是使用巴黎石膏，既不精确又很麻烦。矫正鞋垫经常无法穿戴。因此我们需要更好的解决方案。”

传统的矫形技术从制作模具开始。通常情况下，在制作时需要将患者的脚裹在石膏中。这既令患者不舒服，又会引起恐惧心理。同时也不精确，因为模具通常是在非负重状态下铸造的。此外，它还要求足科医生有一个专门用于铸造石膏模具的“湿室”。

铸成模具后，过去使用减材制造法来制作矫正鞋垫。矫正鞋垫要么使用数控镂铣机铣削，要么使用热成型塑料铸造研磨而成。这两种方法都需要熟练的技工和大量的精加工。这个过程很慢，通常需要多次磨合，才能获得令人满意的结果。

此外，传统制造中使用的设备，包括铣床和磨床，占用了大量的空间。也许最重要的是，减材制造工艺也非常浪费。它通常需要1.5千克的材料才能制造重仅为一副100克的矫正鞋垫。

解决方案

Hartley先生说：“作为一个快速增长的公司，我们需要革新制造工艺，以满足市场需求。继续使用减材制造工艺是不切实际的，每天只能生产30个产品。3D扫描和3D打印使我们有机会提高矫正鞋垫质量，同时也扩大我们的生产规模，并减少传统方法所造成的浪费。”

1、3D扫描

打造数字解决方案的第一步是启用3D扫描，这样就无需再使用石膏模具。

与iOrthotics合作的足科医生可以使用3D扫描仪获取患者的足部数据，这一技术避免了传统模具存在的不足和挑战，为矫正鞋垫设计提供更准确的测量数据。

2、定制软件

除了3D扫描之外，iOrthotics团队还需要一种方法来捕获扫描数据，并将其转换为可以3D打印的CAD文件。他们开发了定制软件，用于自动化大部分涉及可打印矫正鞋垫设计的工作。

3、3D打印解决方案

最后，他们需要一款可满足其强度和耐用性要求，同时也具有经济可行性的3D打印解决方案。

iOrthotics考察了惠普的多射流熔融（MultiJetFusion，MJF）3D打印技术，发现所用材料和产品质量优于其他方法。另外，他们发现这些设备比传统制造设备占用的空间要少得多，而且能够以更快速度实现鞋垫的批量定制化生产。这些特点能够满足iOrthotics 业务增长的需要。

2017年底，iOrthotics成为澳大利亚首家购置HP Jet Fusion 4200 3D打印打印设备的商业客户。设备安装到位后，他们就拥有了所需的全部工具，可以完成定制矫正鞋垫的数字化生产。

结果

iOrthotics技术开发经理ThomasLeahy说：“数字化工作流程涉及的步骤少了很多。我们从足部医生那里收到扫描数据，将其加载到我们的定制软件中，然后3D打印，清洁，粘在顶盖上就行了。从开始到结束，传统的矫正鞋垫制造方法往往需要2周的时间。我们从扫描到发货通常只用3-5天。”

由于惠普3D打印解决方案具有卓越的生产力，iOrthotics的产量翻了三倍，从每天生产30个矫正鞋垫到每天约90个。随着需求的增加，他们可以进一步增加产量。此外，由于新的数字工作流程更加自动化，劳动强度更低，因此iOrthotics可以在需要的地方开设额外的生产点，使他们能够扩展业务，以满足国内外几乎任何需求。

产品质量也有很大提高。从材料的角度来看，iOrthotics与昆士兰大学进行的广泛研究和测试表明，HP JetFusion 3D打印设备生产的矫正鞋垫在强度上比使用传统聚丙烯研磨生产的矫正鞋垫高40-60%。

增材制造带来的设计自由也非常重要。iOrthotics生产的产品更灵活，更舒适。这对其产品的最终用户产生了非常积极的结果。此外，iOrthotics能够在设计时为诊所在矫正鞋垫上标注上他们的品牌，帮助他们营销业务，并与客户建立长期关系。