W przypadku zaawansowanego sprzętu terapeutycznego innowacyjny pomysł to dopiero początek. Urządzenie musi być jednocześnie funkcjonalne, wytrzymałe, lekkie i możliwe do wyprodukowania w opłacalny sposób.
Dla startupu rozwijającego zupełnie nowe urządzenie może to być szczególnie trudne. Koszt oprzyrządowania, minimalne wolumeny i długi czas wdrożenia tradycyjnych technologii zwiększają ryzyko projektu jeszcze przed jego wejściem na rynek.
Przypadek amerykańskiego startupu Optima Recovery pokazuje, jak HP Multi Jet Fusion może zmienić tę sytuację. MJF nie było tutaj jedynie metodą produkcji części. Stało się jednym z elementów, które pozwoliły przeprojektować urządzenie, ograniczyć koszt wejścia i szybciej przejść od prototypu do produktu.
Od prototypu do produktu terapeutycznego
Optima Recovery opracowała urządzenie łączące terapię cieplną, krioterapię i kompresję. Rozwiązanie miało uprościć pracę fizjoterapeutów, zastępując kilka urządzeń jednym zintegrowanym systemem.
Startup miał już działający prototyp, ale chciał poprawić jego konstrukcję. Ciężką obudowę z blachy planowano zastąpić lżejszą konstrukcją z tworzywa, a jednocześnie udoskonalić system zbiornika i elementy wewnętrzne.
Problem był przede wszystkim biznesowy. Optima Recovery zakładała sprzedaż zaledwie 58 urządzeń w pierwszym roku. Formowanie wtryskowe wymagałoby kosztownego oprzyrządowania, którego koszt dla pojedynczego elementu może przekraczać 30 tys. dolarów. Przy takiej skali inwestycja byłaby trudna do uzasadnienia.
MJF pozwoliło ominąć tę barierę.
60% komponentów przeprojektowanych pod MJF
Wspólnie z Athena 3D Manufacturing zespół przeprojektował znaczną część urządzenia zgodnie z zasadami Design for Additive Manufacturing (DfAM).
Ostatecznie około 60% komponentów mogło zostać wykonanych w technologii HP MJF. Jednym z najlepszych przykładów był zbiornik, w którym pięć oddzielnych elementów zastąpiono jednym komponentem.
Przeprojektowano również m.in. obudowę, uchwyt, elementy wentylacyjne oraz mocowania elektroniki.
To ważne rozróżnienie: nie chodziło o proste zastąpienie istniejących części wydrukowanymi odpowiednikami. Konstrukcję zaprojektowano ponownie, wykorzystując możliwości technologii addytywnej.
Konsolidacja komponentów pozwoliła w niektórych przypadkach ograniczyć czas montażu nawet o 75–85%.
Lekkość i wytrzymałość w jednym urządzeniu
W przypadku sprzętu terapeutycznego masa ma bezpośrednie znaczenie dla jego użytkowania. Optima Recovery projektowała urządzenie mobilne, dlatego ciężkie elementy metalowe nie były optymalnym rozwiązaniem.
Wykorzystanie HP PA 12 pozwoliło znacząco ograniczyć masę bez rezygnacji z wymaganej wytrzymałości i trwałości. Materiał wykorzystano również do wykonania wsporników i elementów konstrukcyjnych, które muszą wytrzymywać obciążenia typowe dla środowiska klinicznego.
W projekcie zastosowano PA 12 z dodatkiem kulek szklanych, zapewniający stabilność wymiarową i wysoką powtarzalność — istotne właściwości przy produkcji obudów i elementów konstrukcyjnych.
MJF pozwoliło więc połączyć cechy szczególnie ważne dla profesjonalnego sprzętu medycznego: lekkość, wytrzymałość, powtarzalność i jakość wykonania.
Niski próg wejścia zmienia ryzyko projektu
Największa wartość MJF w tym przypadku nie wynikała jednak wyłącznie z parametrów części.
Technologia pozwoliła Optima Recovery produkować małe partie bez inwestowania w kosztowne formy. Dzięki temu firma nie musiała zamrażać kapitału w oprzyrządowaniu ani produkować dużych zapasów komponentów jeszcze przed potwierdzeniem popytu.
Co więcej, ta sama technologia mogła być wykorzystywana do prototypowania, testowania, kolejnych iteracji oraz produkcji krótkich serii.
To szczególnie istotne dla startupu. Jeżeli konstrukcja zmienia się pod wpływem testów lub informacji od użytkowników, można zmienić model cyfrowy i wyprodukować kolejną wersję bez konieczności wykonywania nowej formy.
MJF ogranicza więc nie tylko koszt produkcji, ale również ryzyko związane z rozwojem produktu.
12 godzin zamiast miesięcy
MJF przyniosło również konkretną przewagę czasową. Komplet części do jednego urządzenia można było wyprodukować w około 12 godzin. Przy prognozie 58 urządzeń oznaczało to możliwość wykonania całorocznego zapotrzebowania na części w ciągu kilku tygodni.
W przypadku formowania wtryskowego czas realizacji miał wynosić kilka miesięcy.
Dla młodej firmy oznacza to możliwość późniejszego podejmowania decyzji produkcyjnych i szybszego reagowania na rzeczywiste zapotrzebowanie rynku.
Czy bez MJF ten produkt mógłby powstać?
To najciekawszy wniosek z całego projektu.
Teoretycznie Optima Recovery mogła wykorzystać inne technologie. Jednak przy sprzedaży, ograniczonych zasobach startupu i konieczności dalszego rozwijania konstrukcji kosztowne oprzyrządowanie stanowiłoby istotną barierę.
Dlatego MJF odegrało w tym projekcie rolę znacznie większą niż alternatywna metoda wytwarzania.
Obniżyło próg wejścia w produkcję, ograniczyło ryzyko inwestycyjne i jednocześnie dało projektantom swobodę tworzenia lżejszej, bardziej zintegrowanej i funkcjonalnej konstrukcji.
Właśnie dlatego w przypadku innowacyjnego sprzętu medycznego pytanie nie zawsze powinno brzmieć: ile kosztuje wyprodukowanie jednej części?
Czasem ważniejsze jest: ile kosztuje stworzenie całego produktu, zanim jeszcze wiemy, jak duży będzie jego rynek?
W przypadku Optima Recovery MJF pozwoliło ten koszt i ryzyko znacząco ograniczyć. Technologia nie tylko pomogła wyprodukować urządzenie — pomogła stworzyć warunki, w których jego rozwój i wprowadzenie na rynek stały się realne.
