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3D打印技術又被稱為'快速原型技術'或者'增材製造技術'。3D打印技術是以數字模型文件為基礎進行打印,使用粉末狀的金屬或塑料等可黏合材料,通過'分層製造、逐層疊加'的方式來構造物體的技術,它包括SLA、SLS、3DP、FDM等。為了方便理解和推廣,媒體將增材製造技術又稱為3D打印技術。增材製造技術最早主要用於設計原型的製造,因此又被稱為快速原型技術。30多年來,3D打印一般是被用來通過數據軟件製造物理模型。而近10年來,隨著3D打印技術的發展,3D打印機的成本大大降低,其應用範圍也得以拓展,現已應用到教學、醫療和科研等領域。
金屬3D打印技術在各個領域都得到了較大程度的發展,尤其是在醫療領域這項技術解決了眾多醫療上的問題並帶來了便利,金屬3d打印優點是打印範圍廣同時打印精準度高,並能根據不同的需求進行定製性的打印輸出,下麵和激光3D打印機廠家一起來詳細了解下金屬3D打印給醫療領域所帶來的幾點便利:
金屬3D打印給醫療領域帶來了哪些便利
第1:可定製個性化的肢體使用材料
在醫院領域內經常需要為病患安裝各種需求的物品來滿足醫治要求,很多個性化的假肢或是不同部位的材料都能通過金屬3D打印技術來實現,因為不同病患需求的尺寸或形狀或數量需求不一樣,通過金屬3D打印技術便能輕鬆的進行量身設計並快速打印。
第2:可方便進行移植技術的實施
很多皮膚受損或受傷的患都都需要進行皮膚的移植或修補,傳統的皮膚醫治或移植不但痛苦同時速度緩慢效率低,通過專業的金屬3D打印技術就可以減輕皮膚移植的痛苦,在3D技術的使用下既能快速完成大麵積的人體皮膚移植,同時在金屬3D打印技術下還能實現較接近的皮膚原型移植。
第3:可提高各項操作的效率
有了金屬3D打印技術可以說給醫療領域減輕了大量的工作負擔,在確保各項操作質量的同時還能提高操作的效率,不但有利於病患的治療恢複還給醫療操作提供了較大便利,因為可使用的範圍較廣而且操作時精準度高,所以醫療領域有了專屬的金屬3D打印機能解決較大的醫療醫治難題。
醫學3D打印主要包括以下四個過程:
(一)打印物圖像信息的搜集及數據化
通過X線、CT和MRI對所要打印的部位進行攝影,並將所得到的圖像信息數據化,然後以醫學影像軟件常用的'DICOM'格式導出。由於醫學影像的分辨率遠大於3D打印機的分辨率,使得通過醫學影像學所獲得的數據信息足夠滿足3D打印機的精度要求。
(二)圖像數據信息的處理和轉換
打印物的圖像數據信息還需要根據最終的打印需求進行相應的數據加工處理。醫學領域常用的數據加工軟件有Mimics軟件(Materialise,比利時)、UG Imagewa軟件(EDS,美國)和Geomagic Studio軟件(Geomagic,美國)。以Mimics軟件為例,首先將CT數據以'DICOM'格式導入,設定CT值的篩選閾值,使低密度的肌肉和軟組織從高密度的骨組織中分離出來,該過程稱為'閾值分割';隨後,將閾值分割後的結果再利用'蒙板設計'(即去除選區外部分,保留選區內部分)等設計打印物內部微孔結構,從而重建數據化的打印物,並以3D打印機能識別的'STL'格式(該格式可為幾乎所有的3D打印機所識別)導出數據至3D打印機。
(三)利用數據信息進行3D打印
3D打印機可根據'STL'格式的數據化信息重建出打印物。一般FDM技術3D打印機打印精準度可達0.2 mm,而SLA技術可精準到0.025 mm,打印精度更高,目前已經能夠量產。
(四)打印物的後期處理和性能評估
有時候需要對打印物進行去支撐、表麵光滑、金屬部件的淬火及回火等後期處理,必要時可進行部分機械加工,以彌補打印過程的局限性。同時對處理後的打印物根據其用途的不同進行相應的性能評估,如金屬相分析、材料表麵檢測、運動學分析和有限元分析等。