Mulighetsstudie for bruk av 3D-printing til produksjon av innleggssåler ved Trøndelag Ortopediske Verksted

Abstract

Hensikten med arbeidet i denne oppgaven var å vurdere muligheten av å benytte additiv tilvirkning, også kalt 3D-printing, som metode for å fremstille pasient-tilpassede innleggssåler ved Trøndelag Ortopediske Verksted. Studier av verkstedets tradisjonelle produksjonsmetoder har vist at disse både er tidkrevende og kan gi variasjon i grad av kalitet på endelig produkt. Potensialet for en effektivisering av prosessen er stort.

I oppgaven blir flere ulike 3D-printteknologier, materialer og programvarer studert og vurdert med tanke på effektivt å kunne fremstille individuelt tilpassede innleggssåler. Oppgaven tar også for seg hva som i dag allerede eksisterer av skotøy og såler produsert med 3D-print teknologi. I tillegg er praktiske konseptforsøk med fot-scanning, 3D-modellering og såleprinting utført.

Studien viser at mye har skjedd innen utviklingen av 3D-printere og materialer de siste årene og at flere kommersielle aktører nå bruker teknologien, ikke bare til konseptutvikling og prototyper, med også til kommersielle salgsprodukter. Det er også vist at flere aktører jobber med å utvikle programvare mer spesifikt rettet mot ortopedisk såldedesign, men at det ikke ble funnet noen programvare som ville kunne være en fullverdig erstatning for dagens metoder.

Basert på resultatene konkluderer oppgaven med at det i dag eksisterer additive teknologier og materialer som vil kunne brukes til å produsere en tilfredsstillende, og sannsynligvis bedre, innleggssåle på en mer effektiv måte enn slik det gjøres i dag. Samtidig ser det ut til at det foreløbig ikke finnes et fullverdig dataprogram som kan assistere den digitale designprosessen som kreves i forkant av printing, men at slike programmer trolig ikke ligger langt inne i fremtiden. Ortopedisk verksted bør derfor fortsette å følge med i utviklingen, og om mulig også initiere samarbeid med andre aktører som kan være med å som kan fremskylde en slik utviklingsprosess.

The purpose of this study was to assess the possibility of utilizing Additive Manufacuring, also known as 3D-Printing, as a manufacturing method in the production of individual patient-adapted insoles at Trøndelag Ortopediske Verksted. Studies of their traditional\\ manufacturing methods have shown that these are time consuming and subject to process variabilities that may cause quality issues in the final products. The potential of process efficiency improvements is large. In this study, several different 3D printing technologies, materials and software are assessed, and evaluated for their possible potential of making custom-made insoles.

The study also addresses what is already known on this topic, and what manufacturers of footwear and insoles that already use 3D printing technology as manufacturing method. Practical concept development trials using foot scanning, 3D-modeling and insole printing have also been performed.

The study shows that there has been considerable development in the field of 3D-printers and materials over the last few years, and that commercial companies use the technology – not only for concept development or prototyping, but also for regular manufacturing of sellable products. It is also shown that several companies and institutions now work on software development specifically targeted on orthopedic insole design. However, no software has yet been found that fully can replace the current manufacturing methods.

Based on the findings, this study concludes that there today are readily available additive manufacturing methods and materials that may be used to produce insoles that may be just as good as – or even better than currently manufactured insoles, and that also will produce them in a more efficient way. But it also seems like there so far is no software available that fully can assist in the digital design process required prior to printing the desired sole design. However, such a software may not be very far away. Trøndelag Orthopediske Verksted should keep following the development in this field closely, and if possible, also initiate partnerships with others that can boost the development process.