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当今医疗领域的先进制造技术

发布时间:2019-09-17


先进制造是利用创新技术改进产品或工艺。今天,这些进步在医疗保健行业尤其突出,我们看到了假肢,牙科和医疗模型的创新。 



我最近有机会在底特律的RAPID + TCT发表讲话,通过现有的技术,包括3D扫描,DICOM,3D打印和后期打印支持移除和修整技术,提供医疗行业可以实现的快照。

我们来看看一些。 

01

3D扫描




3D扫描技术(特别是结构光扫描)非常适合需要3D捕获外部解剖数据的化妆品和其他假肢领域的应用。通过3D扫描,您可以快速收集身体部位的网格文件,然后使用SOLIDWORKS等3D CAD软件中的表面到实体转换方法,将患者数据转换为实体CAD模型。 


这些实体模型可以直接使用或操纵以创建晶格结构,生成设计的结构和其他有用的纹理。然后,用户可以将文件重新转换为用于3D打印的网格(例如,STL)文件。 


02

DICOM分段和处理


医学数字成像和通信(DICOM)文件是患者特定的解剖学数据,取自MRI,CT,超声和其他用于捕获内部患者解剖结构的医学成像技术。 


对于DICOM用于3D打印,我们必须首先克服现代医学扫描中常见的一些限制。


影响扫描质量的因素包括:



一旦获得可用的扫描数据,就必须选择适当的DICOM分割软件,并遵循下表中显示的标准DICOM处理程序。 



在选择和分割预期的患者解剖结构后,必须选择材料和颜色以创建结构。这种DICOM在3D打印数据中的应用是手术前测试,患者沟通以及医学培训和教育。 


03

3D打印


3D打印提供了多种不同的材料和方法来创建物理零件。以下是围绕FDM(熔融沉积成型)热塑性塑料和PolyJet光聚合物的一些基础知识。


04

FD热塑性塑料




某些FDM材料(如ULTEM)是可消毒的,可用于钻孔导向器,切割导向器和工具夹具。 


05

POLYJET光聚合物




顶级PolyJet 3D打印机具有多材料,多硬度和多色部件组件,可根据体素进行定制。利用这些能力,可以获得分段的解剖学数据和特定颜色,不透明度和岸值以适应不同的解剖结构和组织类型。 


06

后期处理




在牙科和医疗模型中,支撑移除都非常重要。PolyJet模型,特别是具有高复杂性和薄解剖结构的模型,在支撑移除过程中具有很高的损坏和破损风险。 


类似于上述喉模型的几何形状具有非常小的特征,在传统的支撑移除过程中很容易破裂。无论何时相关,都可以进行大量去除,以及使用适当的可溶性支撑物去除罐轻轻搅拌其余的支撑结构,释放最终模型。


07

表面质量


表面光滑度可以测量为粗糙度平均值(Ra),或者换句话说,表面上测量的表面高度的平均值。原始的,印刷的,通常需要额外的后处理以改善表面光洁度。对于医疗设备,金属表面处理或表面平滑质量取决于部件的模型材料,润滑化学品和翻滚介质。PostProcess Technologies设备可以轻松平滑任何FDM,PolyJet或3D打印的医疗级金属,如钛。


梯度表面光洁度起到重要作用,例如,需要纹理表面粘附的骨组织。另一方面,使医疗模型过于平滑可能会破坏应用程序。例如,牙齿模具的过度平滑可能影响尺寸精度并且抑制真空形成的保持器的释放。
 
上面列出的所有技术在当今医疗保健的增材制造中起着至关重要的作用,并将在未来几年继续发展和发展。处于工业革命的中间意味着我们可以继续期待医生,患者和技术人员获得令人兴奋的医学突破。 



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