可移动组件，无需组装

目前正在开发的医疗器械的重要组成部分是弯曲，蜿蜒，不锈钢部分，如本页上看到的那样。触手等部分必须用足够的力量和控制来精确地操纵人类组织。组装这个小型复杂的移动元素已被证明是具有挑战性，耗时和昂贵的 - 那么如果可以在没有任何装配的情况下制造它？

也就是说，如果这种蜿蜒的金属部分可以简单地按需生产，在按下按钮可以使用内置的所有运动自由度？制造商习惯于思考生产固体件的零件循环，而不是移动件收集。然而，一家专门从事添加剂制造的公司现在已经实现了该装置的这种可能性，成功地“打印出”铰接部分，即自由移动和完整，直接从直接金属激光烧结（DMLS）机器中。这一成就对忙于发明的最终产品和医疗技术公司具有重要意义。

Barosense是加利福尼亚州红木市的创业公司，该公司正在开拓这种装置，这将为影响胃的手术提供内窥镜替代品。该设备的承诺是，医生能够通过患者的嘴和食道进入胃，避免手术及其创伤。如果对于这种设备至关重要的小，精确，铰接部分，可以在没有从小件组装成本的情况下进行，然后该设备的最终价格可能明显低于其否则可能是的。

要确定，其他因素除了成本之外还将影响这一制造业的决定。现在，设备的早期版本正在人类试验中使用，并且至少一些设备的重新工程几乎肯定会导致这些试验。如何制作铰接部分是一个问题要在以后解答。对于选择的任何制造方法，Barosense必须证明该生产过程的一致性，可控性和可靠性与在人体中使用的装置所需的符合性。在满足这些要求时，CNC加工和手动组件的组合实际上具有优势，因为该组合具有用于制造医疗设备的长期历史。如果Barosense选择DMLS，那么它必须向FDA监管机构和潜在用户展示这种替代制造方法 - 尽管如此，但仍然众所周知 - 仍然足够令人信赖。

不要告诉老板
Brett Swope是Barosense的工程经理。他说调查DMLS的第一步是，“不要告诉你的老板。”

至少，他是这样开始的。一个完整的、关键的移动组件的增材制造似乎是如此奇怪和遥远的可能性，似乎不值得投入宝贵的时间来讨论和探索它。因此，有一个先有鸡还是先有蛋的问题:在团队确定DMLS是否有效之前，DMLS本质上必须证明它是有效的。

Swope向Morris Medical发送了铰接部分的数字模型。这是莫里斯技术的一分，基于俄亥俄州辛辛那提的辛辛那提的添加剂金属制造专家。Morris Medical在EOS上使用DMLS在所需的17-4不锈钢中产生初始版本。这种3D印刷部分的运动自由验证了鞋跟可以将样品拿到他的老板的概念。

然而，增材制造的第一次尝试并没有完全成功。这部分需要改进。它移动得不够平稳。barossense愿意在大范围内进一步追求增材制造，因为目前制造该截面的最佳方法也需要改进。

加工和装配
从一开始，如何使铰接部分被认为是内窥镜设备的主要工程挑战之一。通常用于这种小铰接构件的方法是（a）通过铆接冲压并通过铆接连接它们，或者（b）激光切割管，以形成由金属细长螺纹连接的一系列链路。由于该部分必须发挥这种部分（约80磅），这些方法都没有足够。Barosense替代地制定了一种基于加工各个加工中心设置的过程的过程，然后在涉及手动焊接铰链销的过程中用手组装链接。

这一过程是有效的。它生产的铰接节满足公司的设计和性能要求。事实上，目前用于人体试验的部分是通过加工和装配生产出来的。

然而，这种生产方法也很昂贵。每个设备使用两个不同的连接部分，一个有13个链接，另一个有7个链接，因此单是加工时间就相当可观。加工后，每个环节都必须去毛刺，检查，抛光和热处理。最后是装配，包括焊接在内的每个工序需要1到2个小时。Swope说，与所有这些步骤相关的设备和劳动力成本产生了一个高到足以影响产品价格的整体制造成本。但如果采用DMLS, barrosense估计，制作连接部分的成本将下降80%。

DMLS设计
Chuck Hansford是Morris Medical的副总裁。他说，虽然DMLS生产甚至像Barosense一样的移动组件可以成为一个按钮过程，但它没有开始
那样。两级工程学进展了实现瘦性地生产的过程
黑骨部分。

第一级正在设计一个导致平稳的铰接的DMLS进程。虽然部件需要沿其预期弯曲方向移动，但
它还需要坚决抵制其他方向的运动。在DMLS分层构建过程中，部件的方向和部件在此过程中的支撑方式都决定了金属在此过程中的放置是否会产生按预期移动的部件。过程工程的这些元素利用了Morris所擅长的那种专门知识。

下一个工程级别是用DML重新设计产品。制造用于加工的连杆形状不会发挥添加剂过程的优势。因此，莫里斯制作了两个专门用于添加生产的部分的潜在重新设计 - 比加工和组装的版本更大的刚性，另一个运动范围更大。（这些是在本文的开始时在照片中看到的两种设计。）重新设计的两者都使用才能使只能加剧的联动几何形状，因为两个具有“生长”的成分联合，而不是在以后拼凑在一起（见在这个页面上的插图）。

接受将会来
瑞佩说，Barosense对DML的最终使用并不是一个确定性的。这种生产方法运作良好，并节省成本，但这并非自动。该产品是医疗器械，因此还需要满足其他方的批准 - 包括许多有来自制造或工程的观点的批准。

DMLS的一个缺点是它仍然不如机械加工精确。这并不影响接合部分的性能，因为精度很容易满足这部分的需要。然而，这种不精确足以影响外观。与机械加工和组装的部分相比，添加制造的部分明显是粗糙的。

这并不重要，斯沃普说。在最后的装置中，连接部分将被密封在橡胶中——它甚至是看不见的。尽管如此，barossense仍需要赢得医生的信任。这种评估虽然主要是分析性的，但不可避免地也包含了情感因素。

鞋服预计添加剂制造被批准并用于该设备，但即使不是，他表示，加性制造已经赢得了更大的意义。添加剂生产清楚地提供了一种更简单，更便宜的方式来生产复杂的组件，例如Barosense的组件，否则必须在许多步骤中进行。因此，DML等进程将继续查找新的应用程序。很快，他说，这种生产方法将足够常见，以便容易满足任何倾向于考虑它的人的舒适程度。