[Из песочницы] О практической пользе 3д-печати

Многим кажется, что технология трёхмерного построения объекта — это что-то сложное и далёкое от реальной жизни, а люди, которые приобрели 3д-принтеры, используют их, скорее, для собственного развлечения, чем в практических целях.

В своей практике мне приходилось наблюдать и то, и другое.

Зависит все от постановки цели. К примеру, взять и напечатать на 3д-принтере какой-нибудь канцелярский предмет (точилку или конейнер) не представляет большого труда. Как, например, этот маленький офисный «антистресс» — маятник из PLA пластика. Раскручиваем пальцами и бросаем на офисный стол. Пока он крутится, мы отвлекаемся.

Для упрощения процесса нужно сходить на популярный сайт хранилищ бесплатных 3д-моделей, скачать понравившуюся и загрузить на 3д-принтер. Через несколько часов мы получим результат. И для многих достаточно опытных пользователей 3д-принтеров этот процесс, в какой-то степени, можно назвать развлечением.

Немного другое дело — изготовление с помощью 3д-печати деталей и узлов, имеющих прямое практическое применение.

Тут приходится уделять много времени самой 3д-модели перед тем, как запустить ее на печать. Нужно все проверить, после окончания процесса печати, подогнать все поверхности под всю конструкцию и затем уже делать выводы о протитотипе. Это полноценный труд по созданию промышленного образца. Хотя, наверное, прототипами из PLA, FLEX или ABS уже никого не удивишь. Но это все предметы, ценность которых для человека можно оспаривать.

Для людей, которые уже сталкивались с различными технологиями 3д-печати, преимущества прототипирования здесь довольно очевидны. Ну, по сравнению с изготовлением традиционными способами на производстве. В зависимости от конкретной отрасли промышленности, временные затраты на изготовление конкретного прототипа могут весьма различаться. Однако, в любом случае разработка, моделирование и изготовление прототипа длится довольно долго и, соответственно, включает в себя много бюджетных затрат.

В этом смысле 3д-печать — максимально быстрый результат, независимо от разновидности технологий построения объекта — FDM, SLA или MJM. Если у вас есть идея как сделать предмет, то вы даете техническое задание на изготовление модели в 3D любой компании, специализирующейся на этих услугах. Идея может потребовать привлечения промышленных дизайнеров, конечно. При четкой формулировке всех требований к прототипу, конечное изготовление может занять всего 3 дня (все зависит от идеи). Если у вас уже есть чертеж или 3д-модель, изготовление происходит всего за несколько часов. Однако стоимость затрат на пластиковую нить и услугу 3д-печати несоизмеримо мала по сравнению с затратами материалов по изготовлению прототипа в промышленных условиях.

Нечасто, однако, приходится печатать предметы, от применения которых зависит чья-то жизнь, в конечном счёте, или здоровье, как минимум.

Как, спросите вы, от технологии 3д-печати может зависеть чья-то жизнь? Непосредственно, пожалуй, никак. Но ортезы, макеты медицинских протезов, прототипы различных медицинских приборов, в т.ч. для реаниматологии, непосредственно задействованы в процессе спасения жизней и здоровья. И читая об этом, мы, конечно же, думаем о человеке.

Оно и понятно. С 1990 г. Россия состоит в Международном Сообществе протезирования и ортопедии (ISPO), имея представительство в Санкт-Петербурге. Главная его цель этого сообщества – способствовать оказанию высококвалифицированной медицинской помощи. В деле задействовано более 500 специалистов из всех регионов Российской Федерации. Таким образом, мы имеем множество наработок в области изготовления ортопедической продукции, протезировании конечностей и изготовлении средств реабилитации для человека. Внушительный опыт, не вызывает сомнений, и в его развитии не последнюю роль оказывает прототипирование с помощью 3д-печати (со стороны известных зарубежных производителей, по большей части).

А что же братья наши меньшие? Что из наработок мы имеем в области ветеринарии?

Опять же, немало интересных предложений по восстановлению конечностей у животных можно найти на зарубежных сетевых ресурсах. Не «космические» суммы на реализацию конкретного проекта, но зато сколько радости от благодарного питомца! У нас такие услуги скорее редкость.

Недавно меня затронул нетипичный случай в моей практике из этой области. Столкнулись с дисплазией тазобедренных суставов у щенка.

Ветеринары прекрасно знают суть вопроса, а неветринары легко, при желании, найдут определение болезни и, также, поймут суть проблемы, как для собаки, так и для ее хозяина. В двух словах, это анатомический дефект недоразвития вертлужной впадины, представляющий опасность нарушения опорно-двигательных функций задних конечностей. В результате, собака быстро устает, у нее дрожат задние конечности, может хромать, при ходьбе заметно виляет задом, вобщем, беда. Считается, что этому наследственному заболеванию подвержены крупные породы: сенбернары, ньюфаундленды, лабрадоры, овчарки, бобтейлы, золотистые ретриверы, чау-чау, ротвейлеры и т.д. Болезни подвержены, также, и кошки.

Для того чтобы поставить точный диагноз, ветеринары проводят исследование под наркозом. Затем уже определяют подходящую методику лечения. Это может бить коррекция питания животного, медикаментозное лечение нестероидными противовоспалительными препаратами. Такое лечение нацелено на устранение болей и повышение подвижности сустава, а также замедление развитие артроза. Но чаще всего, врачи предлагают операцию: остеотомия таза, межвертельные остеотомии бедренной кости, тотальное эндопротезирование или резекция головки бедра (для крупных собак). Что касается кошек, то по моим личным наблюдениям, чаще всего вариант только один — операция.

В нашем случае с больным щенком было принято волевое решение проводить только терпевтическое лечение с изпользованием специально разработанных ортезов. Они предназначены для уменьшения нагрузки на сустав, путем ограничения угла распрямления конечности, что определяет только специалист в этой области.

Это часть шарнирного ортеза, изготовленного на 3д-принтере из гибкого FLEX пластика. Для его изготовления понадобилось снятие биометрических данных с больной конечности собаки. Специалисты по изготовлению ортезов сделали это при помощи 3д-сканера. Затем уже по отсканированной модели конечности разработали индивидуальный ортез. Только после этого напечатали его прототип.

Понятно, что такая технология требует примерки и внесения необходимых корректив. Возможно, потребуется усиление каких-то участков ортеза, или, наоборот, уменьшение толщины стенок. Следует также помнить о том, что щенок растет и по истечение какого-то времени потребуется изготовление нового образца ортеза.

Каждый случай, конечно, следует рассматривать индивидуально, но, как показывает практика, такое комплексное лечение дает результат.