ساخت کفی طبی با پرینتر سه ‌بعدی یا CNC

ساخت کفی طبی یکی از عناصر حیاتی در فرآیند درمان بیماران ارتوپدی و توانبخشی حرکتی است. در دنیای مدرن ارتوپدی، انتخاب روش مناسب برای ساخت کفی ‌های طبی سفارشی نقش مهمی در افزایش دقت درمان، بهبود عملکرد حرکتی بیماران و رضایت مندی آنها دارد. این کفی ها که بر پایه‌ آنالیز دقیق پا و فناوری ‌های نوین تولید می‌شوند، به عنوان بخشی کلیدی از برنامه ‌های ارتز و پروتز شناخته می‌شوند. در این مقاله، به بررسی تخصصی انواع روش های تولید کفی طبی از گذشته تا امروز خواهیم پرداخت و تفاوت‌ میان روش ‌های سنتی و پیشرفته مانند چاپ سه ‌بعدی و دستگاه CNC را تحلیل خواهیم کرد.

روش های سنتی ساخت کفی طبی

1. تولید دستی

در گذشته، ساخت کفی طبی عمدتاً به‌صورت دستی و با تکیه بر تجربه‌ی مستقیم متخصص پا (پادیاتریست) انجام می‌شد. در این روش، یک کفی خام یا نیمه آماده توسط پادیاتریست بررسی می‌شود و سپس با ابزارهایی مانند سوهان، چسب و مواد پوشش ‌دهنده، تغییرات مورد نیاز بر روی آن اعمال می‌گردد. گاهی برای افزایش دوام یا اصلاح فشار در نواحی خاص پا، لایه ‌هایی به کفی اضافه یا از آن کاسته می‌شود.

با وجود اینکه این روش هنوز هم در برخی مراکز به ‌عنوان نقطه شروع برای ارزیابی اولیه پا یا راه ‌حل موقتی استفاده می‌شود، اما معایبی دارد. مهم ترین چالش این روش، وابستگی کامل به مهارت فردی متخصص، زمان ‌بر بودن فرآیند تولید، و نبود تطابق دقیق با آناتومی پا است. این موضوع باعث می‌شود تا در بسیاری موارد، نتیجه نهایی از نظر بیومکانیکی دقت کافی نداشته باشد و نتواند پاسخگوی نیازهای پیچیده تر بیماران باشد.

2.  کفی ‌های پیش ‌ساخته

 یکی از ساده ‌ترین و رایج‌ ترین گزینه ‌ها در فرآیند ساخت کفی طبی، استفاده از کفی های پیش ‌ساخته یا نیمه ‌سفارشی است. این نوع کفی ‌ها معمولاً توسط تولیدکنندگان به‌صورت انبوه ساخته شده‌اند و در اندازه ها، فرم ها و جنس ‌های عمومی در بازار عرضه می‌شوند.

برخی از تأمین کنندگان این کفی ‌ها را با تغییرات جزئی مانند برش دستی، افزودن لایه نرم یا چسباندن بالشتک اضافی برای کاربر نهایی تنظیم می‌کنند. از مزایای اصلی آنها می‌توان به قیمت پایین ‌تر، دسترسی سریع‌ تر و نیاز نداشتن به تجهیزات پیچیده اشاره کرد.

اما در مقابل، این کفی‌ ها فاقد تطابق بیومکانیکی دقیق با آناتومی پای بیمار هستند. طراحی آنها معمولاً براساس استانداردهای عمومی است و نمی‌تواند به خوبی به نیازهای خاص، ناهنجاری های ساختاری یا مشکلات خاص پا پاسخ دهد. در نتیجه، کاربرد آنها بیشتر در موارد عمومی، غیر مزمن یا به عنوان راه حل موقت تعریف می‌شود؛ مانند استفاده موقتی پس از آسیب دیدگی یا برای افراد سالمی که نیاز به پشتیبانی جزئی دارند.

در مقایسه با روش هایی مانند چاپ سه بعدی کفی طبی یا تولید با دستگاه CNC، این روش دقت بسیار پایین تری دارد و بیشتر به عنوان راه حلی اقتصادی یا سریع برای ساخت کفی طبی در نظر گرفته می‌شود، نه درمانی دقیق و تخصصی.

3. دستگاه  (Computer Numerical Control) CNC

یکی از روش های نسبتاً رایج و صنعتی برای ساخت کفی طبی سفارشی، استفاده از دستگاه CNC است. در این روش، فرآیند تولید به‌ صورت کاهشی انجام می‌شود؛ به این معنا که یک بلوک جامد از متریال‌هایی مانند فوم EVA یا PU به‌وسیله مته های کنترلی تراشیده می‌شود تا به فرم دقیق کفی مورد نظر برسد.

رایج ترین مواد مورد استفاده در این روش بسته به نوع کفی و کاربرد آن عبارتند از:

فوم های پلیمری:

EVA (اتیلن وینیل استات): رایج ترین ماده برای کفی های طبی به دلیل سبکی، انعطاف پذیری و قابلیت شکل دهی.

فوم پلی‌ یورتان:(PU) برای کفی های مقاوم تر و با دوام بالا که پشتیبانی بیشتری ارائه می‌دهند.

فوم مموری (Memory Foam):  برای کفی هایی که نیاز به تطبیق با شکل پا دارند.

پلاستیک های سخت:

• پلی ‌پروپیلن(PP) :برای کفی ‌های سخت تر که در اصلاح ساختار پا مانند صافی کف پا استفاده می‌شوند.
• ABS یا نایلون: برای بخش ‌های مقاوم تر یا کفی های دقیق‌ تر سفارشی.

مواد کامپوزیتی:

• فیبر کربن: در کفی های پیشرفته به دلیل سبکی و استحکام بالا، مناسب برای ورزشکاران.
• فایبرگلاس: گاهی برای کفی های سبک و مقاوم استفاده می‌شود.

چرم یا پارچه ‌های خاص:

در لایه های رویی کفی که با پوست پا در تماس هستند، گاهی از چرم طبیعی، مصنوعی یا پارچه های تنفس پذیر استفاده می‌شود.

ژل ها:

برای کفی های با خاصیت جذب ضربه، از ژل های سیلیکونی یا پلیمری در بخش هایی از کفی استفاده می‌شود.

از مزایای مهم این روش برای ساخت کفی طبی، دقت بالا در برش، تکرارپذیری نتایج و سرعت بالا در تولید تیراژ بالاست. این موضوع باعث شده دستگاه CNC گزینه ای مناسب برای کلینیک ها یا مراکز تولید انبوه باشد که می‌خواهند تعداد زیادی کفی طبی را با یک الگوی مشخص تولید کنند.

اما با وجود این مزایا، این فناوری خالی از چالش نیست. نخست اینکه فرآیند CNC به‌صورت فیزیکی لایه هایی از ماده اولیه را حذف می‌کند که این موضوع منجر به هدررفت قابل توجه مواد می‌شود؛ در برخی موارد تا ۹۵٪ از حجم ماده اولیه به ضایعات تبدیل می‌شود. دوم، این دستگاه ها معمولاً نیاز به فضای کارگاهی بزرگ و برق سه فاز صنعتی دارند که استفاده از آن ها را برای کلینیک های کوچک یا محیط های درمانی محدود دشوار می‌سازد.

همچنین، علی رغم خودکار بودن بخش تولید، همچنان برای آماده سازی مدل، انتخاب متریال و نگهداری دستگاه، تخصص اپراتور انسانی ضروری است. در نتیجه، هزینه های جانبی همچون آموزش، تعمیر و مصرف انرژی نیز باید در نظر گرفته شود.

جدول مزایا و معایب دستگاه CNC :

پرینتر سه ‌بعدی ساخت کفی طبی چگونه کار می‌کند؟

چاپ سه ‌بعدی شامل ساختن کفی به‌صورت لایه به ‌لایه از یک ماده ی خاص بر اساس اسکن دیجیتال پای بیمار است. این فناوری که امروز نقش مهمی در ساخت کفی طبی ایفا می‌کند، مزایای چشم گیری نسبت به روش های سنتی دارد.

جدول مزایای چاپ سه ‌بعدی:

پرینتر سه ‌بعدی ساخت کفی طبی

جدیدترین و به روز ترین روش چاپ سه ‌بعدی شامل ساختن کفی به‌صورت لایه به ‌لایه از یک ماده ی خاص بر اساس اسکن دیجیتال پای بیمار است. این فناوری که امروز نقش مهمی در ساخت کفی طبی ایفا می‌کند، مزایای چشم گیری نسبت به روش های سنتی دارد.

جدول مزایای چاپ سه ‌بعدی:

 پرینتر سه ‌بعدی ساخت کفی طبی SoleFusion  ارائه شده توسط پایاتک با بهره گیری از فناوری FDM و پشتیبانی از نرم ‌افزار طراحی پایاتک، راهکاری نوین برای تولید کفی ‌های کاملاً سفارشی فراهم می ‌سازد و تجربه ساخت کفی طبی را به سطح جدیدی از دقت و کیفیت می رساند.

ویژگی های برجسته SoleFusion:

• طراحی رومیزی مناسب کلینیک های کوچک
• مصرف انرژی پایین و قابلیت استفاده با برق شهری
• چاپ دقیق با ضایعات نزدیک به صفر
• پشتیبانی کامل از طراحی دیجیتال کفی و چاپ مستقیم

فرآیند ساخت کفی طبی با پرینتر سه ‌بعدی

ساخت کفی های طبی با استفاده از پرینترهای سه ‌بعدی یک روش پیشرفته و نوآورانه است که امکان تولید کفی ‌های کاملاً سفارشی و متناسب با نیازهای هر فرد را فراهم می‌کند. این فناوری، که در سال های اخیر در صنعت پزشکی و ارتوپدی به شدت مورد توجه قرار گرفته، فرآیند تولید را سریع ‌تر، دقیق‌تر و مقرون‌ به ‌صرفه ‌تر کرده است. مراحل دقیق ساخت کفی طبی با پرینتر سه ‌بعدی:

1. اسکن سه ‌بعدی پا

اولین گام در فرآیند ساخت کفی طبی، جمع‌آوری داده‌ های دقیق از آناتومی پای بیمار است. این کار معمولاً با استفاده از اسکنر دو بعدی کف پا یا اسکنر فشار کف پا انجام می‌شود. اسکنر دو بعدی کف پا، اندازه گیری دو بعدی ابعاد کف پا ( طول و عرض قوس، طول پا از پاشنه تا قوس، عرض پاشنه، عرض متاتارسال و…) و ارزیابی و تحلیل مقدماتی کف پا (فقط در حالت ایستا) را به راحتی و با سرعت بالا در اختیار متخصصین قرار می دهد. اسکنر فشار کف پا گزارش بسیار دقیقی از توزیع فشار کف پا (در حالت های مختلف: ایستاده، راه رفتن و تعادل)، نوع قوس کف پا، میزان صافی کف پا و بسیاری اطلاعات و تحلیل های دیگر را فراهم میکند.

2. طراحی دیجیتال کفی

پس از اسکن، داده ‌ها به نرم‌ افزار طراحی کفی طبی منتقل می‌شوند. در این مرحله، طراحان یا متخصصان ارتز و پروتز با استفاده از داده‌ های اسکن، کفی را به گونه ‌ای طراحی می‌کنند که نیازهای خاص بیمار (مانند اصلاح صافی کف پا، پشتیبانی از قوس پا، یا کاهش فشار در نقاط خاص) را برآورده کند.

3. چاپ کفی سه ‌بعدی

پس از نهایی شدن طراحی، فایل خروجی با فرمت استادارد STL به پرینتر سه ‌بعدی ساخت کفی طبی ارسال می‌شود. این دستگاه به متخصصین، مراکز درمانی و کلینیک ها کمک می‌کند تا بدون نیاز به اپراتور یا فضای کارگاهی بزرگ، کفی ‌هایی با کیفیت بالا و کاملاً منطبق با تحلیل‌ های بیومکانیکی تولید کنند. همچنین امکان تنظیم سطح انعطاف و نرمی کفی متناسب با نتایج اسکن فشار کف پا (شناخت نقاط فشار کف پا) و نیاز بیمار امکان پذیر است که باعث تجربه ای بی‌نظیر از راحتی و عملکرد میشود.

نتیجه‌گیری

انتخاب بهترین روش برای ساخت کفی طبی به نیازهای بالینی، ظرفیت تولید و سطح تخصص شما بستگی دارد. اگر کلینیک یا مرکز درمانی شما به‌دنبال تولید انبوه، سرعت بالا و عملکرد صنعتی است و زیرساخت هایی مانند فضای کارگاهی و اپراتور متخصص را در اختیار دارد، دستگاه CNC گزینه‌ای قدرتمند و دقیق خواهد بود.

در مقابل، اگر اولویت شما شخصی سازی درمان، کاهش ضایعات، بهینه سازی مصرف انرژی و استفاده در محیط های کلینیکی محدود است، فناوری چاپ سه بعدی به‌ویژه با استفاده از پرینترهای پیشرفته ‌ای مانند SoleFusion پایاتک؛ می‌تواند راهکاری انعطاف پذیر، اقتصادی و نوآورانه برای کلینیک شما باشد.