Стартап экономит тысячи долларов, печатая у себя на месте компоненты устройства для лечения заболеваний головного мозга
Стартап Nudge из США занимается исследованиями в области нейротехнологий. Команда разработала неинвазивный прибор Nudge Zero для лечения заболеваний головного мозга при помощи фокусированного ультразвука. Корпус устройства и пресс-формы для литья компонентов печатают на 3D-принтерах.
Стартап Nudge из США занимается исследованиями в области нейротехнологий. Команда разработала неинвазивный прибор Nudge Zero для лечения заболеваний головного мозга при помощи фокусированного ультразвука. Корпус устройства и пресс-формы для литья компонентов печатают на 3D-принтерах.
Имитация ультразвукового фокуса (показана синим цветом) наложена на анатомическое изображение головного мозга. Излучатели Nudge Zero показаны желтым цветом
Имитация ультразвукового фокуса (показана синим цветом) наложена на анатомическое изображение головного мозга. Излучатели Nudge Zero показаны желтым цветом
Как это работает?
Внешне Nudge Zero представляет собой похожую на шлем конструкцию. В основе устройства — технология фокусированного ультразвука, позволяющая проводить анатомически точное, персонализированное лечение заболеваний головного мозга.
В самых простых аппаратах на основе этой технологии используется один передатчик (преобразователь), генерирующий ультразвук. Его перемещают по голове, чтобы направить волну в желаемую область мозга.
Местоположение фокуса можно изменять и без перемещения датчика, задерживая передаваемые сигналы таким образом, чтобы пик каждой волны достигал целевой точки одновременно. Именно на этом подходе базируется архитектура Nudge Zero.
Как это работает?
Внешне Nudge Zero представляет собой похожую на шлем конструкцию. В основе устройства — технология фокусированного ультразвука, позволяющая проводить анатомически точное, персонализированное лечение заболеваний головного мозга.
В самых простых аппаратах на основе этой технологии используется один передатчик (преобразователь), генерирующий ультразвук. Его перемещают по голове, чтобы направить волну в желаемую область мозга.
Местоположение фокуса можно изменять и без перемещения датчика, задерживая передаваемые сигналы таким образом, чтобы пик каждой волны достигал целевой точки одновременно. Именно на этом подходе базируется архитектура Nudge Zero.
То, как сейчас выглядит версия устройства
То, как сейчас выглядит версия устройства
Компоненты устройства
Некоторые детали устройства должны работать внутри аппарата МРТ, а значит, не могут содержать металл. Корпус должен быть ударопрочным, а инженеры должны иметь возможность дорабатывать Nudge Zero очень быстро — максимум в течение дня.
Производство деталей с необходимыми свойствами стало возможным благодаря развитию 3D-печати и материалов. Кроме того, дополнительные силиконовые детали отливаются в 3D-печатных формах.
Компоненты устройства
Некоторые детали устройства должны работать внутри аппарата МРТ, а значит, не могут содержать металл. Корпус должен быть ударопрочным, а инженеры должны иметь возможность дорабатывать Nudge Zero очень быстро — максимум в течение дня.
Производство деталей с необходимыми свойствами стало возможным благодаря развитию 3D-печати и материалов. Кроме того, дополнительные силиконовые детали отливаются в 3D-печатных формах.
Nudge Zero в его последней конфигурации
Nudge Zero в его последней конфигурации
Оборудование
В Nudge постоянно работают четыре принтера. Технологии печати:
Материалы
Смола Tough 2000
Это жесткий, прочный и ударостойкий, сравнимый по свойствам с ABS материал.
Корпус шлема напечатали из смолы Tough 2000. Его длина — около 300 мм, диаметр — 250 мм. Он состоит из двух частей, которые должны плотно соединяться и быть водонепроницаемыми. Смола обеспечила более высокую точность размеров и качество поверхности по сравнению с поликарбонатом при производстве на стороне.
Обе детали изготавливаются за один день, что очень удобно по сравнению с парой недель в сервисном центре. Плюс не надо тратить несколько тысяч долларов на срочную доставку.
Оборудование
В Nudge постоянно работают четыре принтера. Технологии печати:
Материалы
Смола Tough 2000
Это жесткий, прочный и ударостойкий, сравнимый по свойствам с ABS материал.
Корпус шлема напечатали из смолы Tough 2000. Его длина — около 300 мм, диаметр — 250 мм. Он состоит из двух частей, которые должны плотно соединяться и быть водонепроницаемыми. Смола обеспечила более высокую точность размеров и качество поверхности по сравнению с поликарбонатом при производстве на стороне.
Обе детали изготавливаются за один день, что очень удобно по сравнению с парой недель в сервисном центре. Плюс не надо тратить несколько тысяч долларов на срочную доставку.
Печать из биосовместимой смолы
Облегающая прокладка создает герметичный барьер между головой пациента и резервуаром с водой в центральной части устройства
Печать из биосовместимой смолы
Облегающая прокладка создает герметичный барьер между головой пациента и резервуаром с водой в центральной части устройства
Жесткая смола
Для мелких деталей, очень тонких элементов или форм, которые должны выдерживать множество циклов без деформации, используется жесткая смола 10K (Rigid 10K Resin).
Биосовместимые смолы
Детали, контактирующие с кожей, изготавливаются из биосовместимых материалов.
Нейлон 12
Нейлон или PA12 — материал для компонентов, выдерживающих нагрузку и давление внутри вибрирующего аппарата МРТ.
Жесткая смола
Для мелких деталей, очень тонких элементов или форм, которые должны выдерживать множество циклов без деформации, используется жесткая смола 10K (Rigid 10K Resin).
Биосовместимые смолы
Детали, контактирующие с кожей, изготавливаются из биосовместимых материалов.
Нейлон 12
Нейлон или PA12 — материал для компонентов, выдерживающих нагрузку и давление внутри вибрирующего аппарата МРТ.
Печать пресс-форм
Компания изготавливает сложные двух-, трех- и четырехкомпонентные силиконовые формы из серой фотополимерной смолы (Grey Resin). Из-за геометрии и поднутрений изготовление этих форм невозможно никаким другим способом, кроме 3D-печати.
На 3D-принтере можно напечатать форму полностью за 2,5 часа.
Печать пресс-форм
Компания изготавливает сложные двух-, трех- и четырехкомпонентные силиконовые формы из серой фотополимерной смолы (Grey Resin). Из-за геометрии и поднутрений изготовление этих форм невозможно никаким другим способом, кроме 3D-печати.
На 3D-принтере можно напечатать форму полностью за 2,5 часа.
Стоимость производства
В таблице — сравнение стоимости и времени при печати набора корпусов внутри компании и на аутсорсе.
На шлифовку крупноформатных деталей, изготовленных сторонними подрядчиками методом SLS, уходило дополнительно восемь часов. С использованием смолы Tough 2000 стало достаточно небольшой шлифовки, грунтовки и покраски. Производство in-house по технологии SLA значительно экономит время и трудозатраты на финишную обработку.
Стоимость производства
В таблице — сравнение стоимости и времени при печати набора корпусов внутри компании и на аутсорсе.
На шлифовку крупноформатных деталей, изготовленных сторонними подрядчиками методом SLS, уходило дополнительно восемь часов. С использованием смолы Tough 2000 стало достаточно небольшой шлифовки, грунтовки и покраски. Производство in-house по технологии SLA значительно экономит время и трудозатраты на финишную обработку.
Панель с кнопками была напечатана с использованием смолы Tough 2000
Панель с кнопками была напечатана с использованием смолы Tough 2000
Что дальше?
В настоящее время Nudge Zero проходит внутренние испытания. Каждый тест требует новых деталей и обновления конструкции. Хотя в будущем устройство можно будет производить традиционным способом, это потребует модификации многих деталей, поскольку сложные геометрические формы невозможно обработать механическим способом.
Сейчас команда видит возможность производства Nudge Zero собственными силами, учитывая возможности 3D-печати.
Что дальше?
В настоящее время Nudge Zero проходит внутренние испытания. Каждый тест требует новых деталей и обновления конструкции. Хотя в будущем устройство можно будет производить традиционным способом, это потребует модификации многих деталей, поскольку сложные геометрические формы невозможно обработать механическим способом.
Сейчас команда видит возможность производства Nudge Zero собственными силами, учитывая возможности 3D-печати.
Макет будущего устройства
Макет будущего устройства
