跟著 MAG 矯正器邁入數位化未來

位於英國謝菲爾德的 MAG Orthotics Limited 為矯正器和足病市場提供客製化產品和維修服務。該公司正在努力邁向數位化未來，最近採用 3D 列印來節省資源、時間和材料。但向數位化工作流程的過渡不僅涉及製造過程，還涉及 MAG 合作的整個矯形師和足病醫生關係網絡的選擇。

矯形器製造商在一個複雜的生態系統中工作，該生態系統仍然介於舊的製造系統和新的製造系統之間。 MAG Orthotics 與經銷商 Additive-X、軟體供應商 Fit360 及其足病醫師和矯形師關係網絡合作，試圖將市場推向數位化工作流程。作為這個複雜系統的一部分，MAG Orthotics 必須利用其合作夥伴的經驗，同時也向提供者和專家介紹數位工作流程和 3D 列印產品所提供的優勢。

複雜的生態系統

MAG Orthotics 與英國國家醫療服務體系 (NHS)、獨立醫院和私人診所的矯形師和足病醫生合作。 Lee Lingard 是 MAG Orthotics 的 CAD 和 3D 開發專家，負責公司的所有 3D 列印工作。足病診療師和矯形師將透過電子郵件向 MAG Orthotics 發送掃描結果，或發送實體泡棉印模盒 (FIB)，然後 MAG 將進行掃描。然後將此處方發送給 Lingard，Lingard 將確定設計和製造該設備的最佳方法。


▲一些矯形師和足病醫生仍然向 MAG Orthotics 發送物理泡棉印模盒 (FIB)。	▲必須先掃描 FIB，這會比純數位工作流程增加時間。

MAG Orthotics 的設計是透過 Fit360 完成的，這款 CAM 軟體用於設計用於銑削、加工和 3D 列印的客製化矯正器。選擇使用哪種製造方法主要取決於矯形師要求的材料。在 MAG Orthotics，製造設備是透過 CNC 工具機、一台 FDM 列印機和兩台Formlabs Fuse 1+ 30W 選擇性雷射燒結 (SLS) 3D 列印機完成的。

▲MAG Orthotics 使用 Fit360 軟體設計鞋墊。

Fit360 所有者兼首席執行官 Chris Lawrie 表示：「我們與 MAG 合作的一大好處是，他們可以在軟體中選擇是否要進行銑削、是否要打印為剛性的、或者是否實際上要進行打印。」也透過不同的方法列印為軟設備。當矯正器的生產在製造技術和材料之間進行轉變時，這些選項使 MAG 能夠提供規定的矯正器，同時結合一致的設計工作流程。

擺脫傳統方法

從傳統的銑削產品轉向列印產品很困難，因為必須學習新技術及其相關工作流程。Lingard說：「如果有新的東西出現，我會渴望加入並學習它，所以對我來說這很令人興奮。我熱愛科技。」

儘管 Lingard 正在擁抱數位化未來，但整個產業尚未轉型。「我從事 CAD 設計已有 15 年了，」Lingard 說道，「但我們仍然遇到了一些矯形師，他們仍然要求採用傳統的方式。所以你可以看到我們之間的巨大差距。」

這種巨大的差距是 MAG 仍然使用一些傳統生產方法的原因。作為一個實驗室，他們的作用是將處方轉化為現實。目前，這仍然涉及一些傳統工廠，因為他們致力於將製造轉移到更具環境永續性的數位流程。

擁抱 SLS 3D 列印

MAG Orthotics 工廠經理 Mark Joyce 認為 3D 列印是邁向更永續流程的一大步。起初，MAG 將 3D 列印外包，只是為了看看效果如何。外包成本高昂，而且會增加時間，因為矯正器必須運回 MAG Orthotics。當時Joyce說，「我們認為，我們需要能夠進入這個行業本身。」

Joyce 與 Additive-X 合作尋找最適合他們操作的列印機。他們評估的關鍵因素是成本、壽命和可靠性。在研究其他 SLS 列印機時，Joyce 發現大多數其他解決方案都過於複雜且昂貴，因此選擇了 Fuse 1+ 30W 作為材料、硬體和價格點都符合其要求的列印機。

▲MAG Orthotics 在兩台 Fuse 1+ 30W 3D 列印機（右）上進行內部列印，這增加了生產的額度。

該團隊現在每天都在 Fuse 上進行列印。Lingard說：「我們仍在銑削數控機床，但如果可以的話，我們正在嘗試分階段投入使用。」但採用數位工作流程的最大障礙之一併不是來自內部。

「我們最大的困難是矯形師，因為他們喜歡傳統的方式，很難讓他們繼續採用這些新技術，」Lingard說。為了解決這個問題，Lingard 開始向矯正師提供一雙3D 列印鞋墊和 EVA 鞋墊，供他們自行比較。一位既是跑者又是徒步旅行者的矯正師在試用 3D 列印鞋墊一周後發現自己很喜歡這種鞋墊。

「這對我們來說是一種成本，因為顯然是時間、交貨時間、材料等等。我們這樣做主要是為了讓人們接受這些新技術，」Lingard說。但透過目前的投資，MAG Orthotics 正在為更清潔、更快速的生產鋪路。

零浪費

在英國，合約招標時會考慮「零垃圾掩埋」政策和碳足跡。 MAG Orthotics 轉向數位工作流程和 3D 列印的目標之一是最大限度地減少生產中的浪費。

「我們過去使用了大量的石膏，所以它是用石膏手工成型的，然後用 EVA 或聚丙烯在石膏周圍成型。然後我們繼續前進，開始使用CAD設計並使用CNC工具機來銑削它們，但仍然有很多浪費。但使用粉末和 TPU 時，浪費非常非常少，這就是環保的發展方向。」－Mark Joyce，MAG 矯正器總經理

作為一款 SLS 列印機，Fuse 1+ 30W 列印的材料為粉末。與 CNC 不同的是，CNC 中不屬於成品鞋墊一部分的材料會被丟棄，而每次成型中未熔化的粉末可以回收到下一個成型中。


▲CNC 製造過程中產生的聚丙烯材料浪費迅速增加。	▲減少這種累積的浪費是 MAG Orthotics 採用 3D 列印的主要原因。

MAG 使用尼龍 11 粉末列印鞋墊，這是一種經批准可與皮膚接觸的堅固且高延展性的材料。尼龍 11 粉末列印件吸濕性極低，並且耐光、耐熱和耐化學品，使其成為鞋墊生產的理想材料。在惰性氣氛（在本例中為氮氣）下列印尼龍 11 粉末意味著粉末的氧化較少，從而提高刷新率並減少浪費。

此外，由於無需從供應商收集實物印象，他們使用的燃料更少，車輛的磨損也更少，整個過程從頭到尾都更加環保。

節省時間

數位工作流程在縮短生產時間方面具有巨大潛力。傳統的印模需要開車到診所拿印模。Joyce說，MAG 正在致力於「說服企業和診所投資購買可以掃描足部的手持式掃描儀」。Joyce說，如果掃描和處方「只是透過電子郵件的快速連結直接發送，那麼您可以立即節省三天的時間」。

「在來自 CNC 的 EVA 上，你必須切除的浪費，並且你必須放上模板，將所有東西切割成圓形，然後將其全部平滑，將其全部塑造，所以它需要更長的時間。這就是我們喜歡 3D列印鞋墊的原因，因為它們速度更快，而且工作量也更少。」－Lee Lingard，MAG Orthotics 的 CAD 和 3D 開發專家

透過數位工作流程，足病診療師可以在週一早上提交數位掃描和訂單。一小時後，訂單將被處理，一小時內，Lingard就可以設計矯正鞋墊。然後，鞋墊在週一下午進行列印，印刷工作是連夜進行的。到了第二天，鞋墊就可以被清潔和完成，在一天多一點的時間就可以完成周轉。

相較之下，使用 FIB 箱需要大約 72 小時的時間，因為它增加了訂單的收集時間和管理處理時間。雖然實際列印時間可能比工人使用 CNC 機器的時間更長，但 CNC 需要親自使用和大量的後處理。一旦 3D 列印機準備就緒，實際的列印時間就完全不受控制，從而使工作人員能夠騰出時間來完成更高價值的任務或實現夜間列印。SLS 列印機印製的鞋墊需要清潔，但在後處理方面幾乎不需要其他任何操作，這意味著整個數位工作流程需要更少的時間和勞動力。總體而言，Joyce 表示，除了減少碳足跡之外，他們還透過 3D 列印生產鞋墊，最大限度地縮短了訂單週轉時間。

邁向未來

隨著 MAG Orthotics 繼續與矯形師合作轉向數位化工作流程，他們正在擴大 SLS 生產規模。兩台 Fuse 1+ 30W 3D 列印機增加了列印額度，確保始終至少有一台列印機在運作。 MAG Orthotics 也正在研究提供蒸汽平滑的選項，這是對 SLS 3D 列印零件執行的常見後處理步驟，以提高孔隙率並降低粗糙度，以獲得更光滑、更閃亮的紋理。

MAG Orthotics 團隊與 Fit360、Additive-X、Formlabs 及其矯形師和足病醫生網絡合作，致力於向數位化工作流程轉變，並實現零浪費目標。添加 3D 列印技術（例如 Fuse 1+ 30W）正在幫助他們實現這一目標。

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