Materiaalia lisäävän valmistustavan mahdollisuudet yksilöllisten tukipohjallisten valmistuksessa

Abstract

Tiivistelmä

Materiaalia lisäävä valmistustapa (AM-tekniikka), eli kansankielellä 3D-tulostaminen, on nykyaikainen ja jatkuvasti kasvava sekä kehittyvä valmistustapa. Siitä ennustetaan tulevan yksi merkittävimmistä valmistustavoista tulevaisuudessa lähes kaikkialla tekniikan ja teollisuuden aloilla, joten myös jalkaterapeuteille ja muille yksilöllisiä tukipohjallisia ja muita apuvälineitä valmistaville se tulee varmasti olemaan osa tulevaisuutta. Tällä hetkellä 3D-teknologiaa hyödynnetään jo esimerkiksi ohjelmistoissa, joilla voidaan suunnitella yksilöllisiä tukipohjallisia kolmiulotteisesti. Kuitenkin ne valmistetaan edelleen perinteisillä menetelmillä, joten haluamme selvittää nimenomaan AM-tekniikan mahdollisuuksia varsinaisen yksilöllisen tukipohjallisen valmistuksessa.

Opinnäytetyömme tarkoituksena on integroidun kirjallisuuskatsauksen avulla selvittää tämän hetkinen tilanne siitä, kuinka AM-tekniikkaa hyödynnetään yksilöllisten tukipohjallisten valmistuksessa ja onko yleensäkin mahdollista valmistaa biomekaanisesti toimivia yksilöllisiä tukipohjallisia AM-tekniikalla. Lisäksi halusimme selvittää, että onko jo tehty kliinisiä tutkimuksia, joissa vertaillaan perinteisesti valmistettujen pohjallisten eroa AM-tekniikalla valmistettuihin pohjallisiin.

Keskeisin tulos työssämme on se, että tukipohjallisia pystytään valmistamaan ja on jo valmistettu AM-tekniikalla, minkä lisäksi niille on jo tehty kliinisiä tutkimuksia niiden mukavuudesta ja toimivuudesta. Tällä hetkellä tekniikan edut eivät kuitenkaan ole niin vahvat kuin perinteisillä menetelmillä, sillä AM-tekniikka on kallista, erityisesti AM-laitteiden hankinta- ja materiaalikustannukset. Lisäksi se vaatii riittävän hyviä ATK-taitoja ohjelmistojen käytön vuoksi, eivätkä nämä taidot ainakaan nykyisellään sisälly koulutukseen. Koska AM-tekniikka ja materiaalit kuitenkin kehittyvät jatkuvasti ja tulevat sitä mukaa kustannustehokkaaksi, ovat ne tulevaisuudessa varmasti osa myös tukipohjallisten valmistamista. Lisäksi työmme avaa myös jatkotutkimusaiheita, sillä se on ensimmäinen kyseistä asiaa käsittelevä suomenkielinen opinnäytetyö.

Additive Manufacturing (AM), aka "3D-printing" is a modern, constantly growing and evolving way to manufacture. A common prediction is that it will have a huge impact on technology and industry. Therefore in the future it could be a useful tool for podiatrists and other professionals, who make in-soles and orthoses. At the moment 3D-technology is used in programs, which help us develop custom-made insoles. Insoles are still made in the traditional way so we wanted to investigate the possibilities of the AM-technology in producing custom-made insoles.

The goal of our research was to find out using integral literature review if the AM-technology is being used in the production of custom-made insoles and whether it is even possible to manufacture biome-chanically appropriate custom-made insoles using the AM-technology. Furthermore, we wanted to investigate if there are studies which compare traditional insoles and AM-manufactured insoles.

The main result in our study was that custom-made insoles can and have been manufactured using the AM-technology. Moreover, we found out that clinical studies have been made on the comfort of using custom-made insoles produced via the AM-technology. However, at the moment though AM-machinery and materials are expensive and require IT-skills in developing the insoles, which are not being taught in the current education program. Still the AM-technology is evolving rapidly and the range of feasible materials is expanding, which will lead to more cost-efficient manufacturing. We believe the AM-technology will be used in the future in podiatry. Our thesis also opens up newfurther studies, because it is the first study on this topic in the Finnish language.