Digitaalisesta valmistuksesta apua lääketieteellisiä laitteita valmistavan yrityksen tavoitteessa parantaa potilastuloksia
HemoSonicsin verianalyysilaitteen nopeassa valmistuksessa käytettiin 3D-tulostusta, CNC-koneistusta ja ruiskuvalua
Lääketeollisuuden alalla monet innovatiiviset yritykset, jotka luovat innovatiivisia tuotteita, ovat yliopistojen tutkimusympäristöissä syntyneiden innovatiivisten ideioiden tuotoksia. HemoSonics on hyvä esimerkki tälläisestä yrityksestä
Virginian Charlottesvillessä toimivan lääketieteellisiä laitteita valmistavan yrityksen perusti vuonna 2005 kaksi Virginian yliopiston lääketieteellisen tiedekunnan biolääketieteen tekniikan professoria ja yksi väitöskirjan tehnyt tutkijaopiskelija: Bill Walker, Mike Lawrence ja Francesco Viola. Kolmikko kehitti menetelmän verihyytymien jähmeyden mittaamiseen ultraäänikuvantamistekniikalla, ja loi tekniikkaan perustuvan järjestelmän, jonka tavoitteena on parantaa potilastuloksia ja vähentää kustannuksia.
Tätä seurasi vuosien laaja tutkimus- ja kehitystyö, joka sisälsi tärkeiden patenttien varmistamista, useita sairaaloissa suoritettuja tutkimuksia sekä tapaamisia lääkärien ja muiden kliinikoiden kanssa.
Lähiaikoina HemoSonics on valmistellut Quantra System -diagnostiikkatuotteidensa tuomista markkinoille käyttäen apuna Protolabsin valmistamia prototyyppejä ja loppukäyttötuotantoa. Itse asiassa Protolabs on työskennellyt HemoSonicsin kanssa jo tutkimus- ja kehitystyön alkuajoista lähtien vuodesta 2011 aina tähän päivään ja Quantra System -tuotteiden loppukäyttötuotantoon saakka.
HemoSonics toi tuotteitaan markkinoille onnistuneesti Euroopassa viime vuonna ja toiveissa on Yhdysvaltojen markkinoille siirtyminen lähiaikoina. HemoSonicsilla on nykyään toimipaikka myös Durhamissa, Pohjois-Carolinassa, ja yrityksellä on jo yli 50 työntekijää.
Nopea ja joustava toimittaja
HemoSonicin ensimmäisissä tutkimus- ja kehitysvaiheissa suunnittelijat pyrkivät löytämään ratkaisun useista erilaisista malleista ja aikataulut olivat tiukkoja, sanoo yritykseen kuusi vuotta sitten mukaan tullut insinööri Andy Homyk. Tuolloin yrityksellä oli vain viisi työntekijää. "Aikataulu oli tiukka, joten tarvitsimme toimittajan, joka voisi koneistaa osat nopeasti, jopa muutamassa päivässä".
Monet toimittajista, joihin otimme yhteyttä asian tiimoilta, eivät pystyneet vastamaan näihin tiukkoihin aikatauluvaatimuksiin. Protolabs pystyi, Homyk muistaa. "Ero toimitusajoissa oli merkittävä."
Tämä oli vuonna 2012. Tämän jälkeen Protolabs on valmistanut 3D-tulostuksella, CNC-koneistuksella ja ruiskuvalumenetelmällä HemoSoniscille satoja prototyyppejä ja tuhansia komponentteja erilaisiin projekteihin ja osiin: robottivarusteet, lämmönsäätelyjärjestelmät, paineilmaputkistot jne.
| LYHYESTI |
|---|
|
Protyyppien nopea valmistusaika: Yrityksen varhaisina tutkimus- ja kehitysvuosina HemoSonicsin insinöörit etsivät ratkaisua useiden erilaisten mallien joukosta tiukalla aikataululla ja he tarvitsivat sopimusvalmistajan, joka pystyisi koneistamaan osat nopeasti. Tuoreemmassa projektissa HemoSonicsin insinöörit tarvitsivat noin tietokoneen näytön kokoisia prototyyppiosia verihyytymien analysointiin tarkoitetun Quantra System -laitteen ympärille. Prototyyppien tarkoituksena oli esitellä Quantra System -analysaattorin muotoa, mallia ja toimintoja lääkäreille useissa sairaaloissa.  RatkaisuMukauteuttujen prototyyppien valmistaminen useista vaihtoehtoisista malleista muutamassa päivässä nopean digitaalisen valmistuksen avulla. Koneistamista käytettiin osassa tuotteista ja äskettäin Quantra System -tuotteiden kotelon valmistuksessa käytettiin 3D-tulostusta ja ruiskuvalumenetelmää. Lisäksi insinöörit käyttivät joitain ruiskuvalumenetelmän viimeistelyvaihtoehtoja, mukaan lukien lämpökäsittelyä ja tampopainatusta.
Vuosia jatkuneen laajan tutkimus- ja kehitystyön jälkeen, joka sisälsi tärkeiden patenttien varmistamista, useita sairaaloissa suoritettuja tutkimuksia sekä tapaamisia lääkärien ja muiden kliinikoiden kanssa, Quantra System -tuotteet ovat nyt Euroopan markkinoilla ja esitellään lähiaikoina Yhdysvaltojen markkinoilla. |
Äskettäin HemoSonics pyysi Protolabsin apua Quantra System -tuotteen ympärille sopivien "kuorten" tai koteloiden valmistuksessa, Homyk kertoo. HemoSonicsin insinöörit tarvitsivat noin tietokoneen näytön kokoisia prototyyppejä, joiden valmistuksessa käytettiin ensin 3D-tulostusta ja sitten ruiskuvalumenetelmää. Näitä prototyyppejä tarvittiin osoittamaan Quantra System -tuotteen muotoa, mallia ja toimintoja lääkäreille useissa sairaaloissa.
Quantra System on nopea ja helppokäyttöinen diagnostinen alusta, jossa käytetään kertakäyttöisiä patruunoita erilaisten testien suorittamiseen. Quantra-hemostaasianalysaattori on suunniteltu käytettäväksi tehohoitoympäristöissä, joissa tulokset tarvitaan nopeasti laitteelta, jota on helppo käyttää potilaan hoitopisteessä.
Haasteita kuitenkin ilmeni, kun projektissa siirryttiin lisäävästä valmistustekniikasta ruiskuvalumenetelmään. "Nämä ovat melko isoja osia, joten yksi ruiskuvalun haasteista prototyyppien valmistuksessa, oli värien vastaavuus", Homyk sanoo.
Materiaalien muovausta ja viimeistelyä
HemoSonics halusi koteloiden vastaavan markkinointiosaston määritysten mukaisia Pantone-värejä. Yleensä Protolabs toteuttaa värjäyksen ruiskuvalumenetelmässä lisäämällä valitun materiaalin luonnollista väriä vastaavaan muovihartsiin noin kolme prosenttia värillistä hartsiseosta, jolloin lopulliset osat ovat yleensä erittäin lähellä haluttua väriä. HemoSonicsin osien luonteesta johtuen osissa näkyi kuitenkin hieman pyörteitä ja valumamerkkejä. "Ensimmäinen erä osia ei näyttänyt ulkoisesti hyvältä", Homyk muistelee.
Lannistumatta Protolabs lähestyi yhtä muovihartsin toimittajistaan, joka avusti Protolabsia ja HemoSonicsia väriaineiden esiseostuksessa. "He sekoittivat väriaineen muoviin ennen muotoilua, jolloin väristä saatiin kauniin yhtenäinen", Homyk kertoo. Tällä räätälöidyllä esivärjätyllä hartsilla saatiin virheettömiä osia. "Tämä on jälleen kerran osoitus Protolabsin asiakaspalvelun joustavuudesta ja yrityksen toimitusnopeusta."
Materiaaleja harkittiin huolella, sillä lähes tulkoon minkä tahansa lääketieteellisen laitteen on täytettävä tietyt syttyvyysstandardit, Homyk sanoo. Koteloissa HemoSonics päätyi käyttämään ABS-muovia, joka täyttää tällaiset standardit ja on lisäksi kestävää.
Koneistuksen, 3D-tulostuksen ja ruiskuvalun lisäksi HemoSonicsin insinöörit käyttivät ruiskuvaluosien valmistuksessa ylimääräisiä viimeistelymenetelmiä, kuten lämpökäsittelyä ja tampopainatusta. Lämpökäsittelyssä kierteitetyt metalliosat sulatetaan muoviosiin. Tämän ansiosta esimerkiksi Quantra-kotelon osat voidaan kiinnittää runkoon ruuveilla.
Tampopainatuksessa värilliset logot tai siirtokuvat siirretään osiin painotyynyn avulla.HemoSonics käytti tampopainatusta yrityksen logojen painamiseen Quantra System -analysaattorin koteloon. Protolabs suunnittelee parantavansa tulevaisuudessa tämän ja muiden viimeistelyvaihtoehtojen, kuten valumuotin teksturoinnin, saatavuutta.
Lopputulos? Quantra System tuotiin markkinoille Euroopassa ja tuotteen esittelyä Yhdysvaltojen markkinoille valmistellaan.
Vuosien tutkimus- ja kehitystyö, lukuisat iteroinnit ja prototyypit, useat sairaaloissa suoritetut tutkimukset, tapaamiset lääkäreiden ja muiden kliinikoiden kanssa, avainpatenttien varmistaminen ja tärkeiden sertifikaattien saaminen Euroopassa, mukaan lukien CE-merkintä, tuottaa vihdoin tulosta, Homyk sanoo. Viime vuonna Quantra System tuotiin markkinoille Euroopassa ja toiveissa on tuotteen tuominen markkinoille Yhdysvalloissa lähiaikoina.
Tulevaisuudessa Homyk haluaa Protolabsin jatkavan tärkeimmän toimittajan roolissa yrityksen tukena. "Me valitsemme Protolabsin tuttuuden, valmistusnopeuden, joustavuuden ja erinomaisen asiakaspalvelun takia."