快速成型技术在医学上的应用
简述快速成型技术的应用领域。
简述快速成型技术的应用领域。
快速成型技术(Rapid Prototyping,RP)是一种通过逐层堆积材料构建三维实体模型的制造技术,它可以快速、精确地制造出产品的样件或模型。
快速成型技术的应用领域非常广泛,下面将从工业设计、医疗领域、建筑设计和教育领域等方面进行简要介绍。
快速成型技术在工业设计领域得到了广泛应用。
在产品设计过程中,通过快速成型技术可以快速制造出产品的样件,供设计师进行实物验证和修正,从而加快产品开发周期。
此外,快速成型技术还可以制造出复杂形状的零部件,为工程师提供更多的设计自由度和创新空间。
快速成型技术在医疗领域也有重要的应用。
医疗器械的研发和生产需要经过严格的验证和测试,而快速成型技术可以快速制造出医疗器械的样件,用于验证其功能和可用性。
此外,快速成型技术还可以制造出个性化医疗器械,如植入式器械和义肢等,为患者提供更好的医疗服务。
快速成型技术在建筑设计领域也有广泛的应用。
传统的建筑模型制作过程需要耗费大量的时间和人力,而快速成型技术可以快速制造出建筑模型,帮助设计师和业主更好地理解和评估建筑设计方案。
此外,快速成型技术还可以制造出建筑构件,如曲面墙板和装饰雕塑等,为建筑设计提供更多的创意和可能性。
快速成型技术在教育领域也有广泛的应用。
通过快速成型技术,学生可以将自己的创意转化为实物,提升创造力和动手能力。
同时,快速成型技术还可以用于制作教学模型和实验装置,帮助学生更好地理解和掌握知识。
快速成型技术在工业设计、医疗领域、建筑设计和教育领域等方面都有广泛的应用。
随着技术的不断发展,快速成型技术将在更多的领域中发挥重要作用,为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
快速成型技术的多领域应用与发展
快速成型技术的多领域应用与发展摘要:简要介绍了快速成型技术的基本原理、工艺方法和技术特点。
阐述了快速成型技术在工业造型、制造、模具、医学、航天等多领域的应用,探讨了快速成型技术今后的发展趋势。
关键词:快速成型技术原型快速制模应用快速成型技术RP(Rapid Protot-yping RP)是20世纪80年代末开始发展起来的一种基于逐层累加成型的新兴制作工艺,它是集多种先进科技于一体的能够迅速将设计思想转化为产品的现代先进制造技术。
它为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。
快速成型工艺是一个涉及CAD/CAM、逆向工程技术、分层制造技术、数据编程、材料编制、材料制备、工艺参数设置及后处理等环节的集成制造过程。
通俗地说,快速成型技术就是利用三维CAD的数据,通过快速成型机,将一层层的材料堆积成实体原型。
近十几年来,随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈。
尤其是计算机技术的迅速普遍和CAD/CAM技术的广泛应用,使得RP技术得到了异乎寻常的高速发展,表现出很强的生命力和广阔的应用前景。
快速成型制造工艺PR技术是将传统的“去除”加工方法(由毛坯切去多余材料形成产品)改变为“增加”加工方法(将材料逐层累积形成产品),采用离散分层/堆积的原理,由CAD模型直接驱动,快速制作原型或三维实体零件的一种全新的制造技术。
快速成型技术发展至今,以其技术的高集成性、高柔性、高速性而得到了迅速发展,目前,快速成型的工艺方法已有几十种之多,其中主要工艺有四种基本类型: 光固化成型法(Stereo lithography Apparatus, SLA)、叠层实体制造法(Laminated Object Manufacturing, LOM)、选择性激光烧结法(Selective Laser Sintering, SLS) 和熔融沉积制造法(Fused Deposition Manufacturing, FDM)。
浅析快速成型技术在口腔修复中的运用
浅析快速成型技术在口腔修复中的运用作者:孙朝霞来源:《中国保健营养·下旬刊》2014年第01期【摘要】快速成型技术(rapid prototyping,RP)是一种先进的技术,近几年来,其在口腔修复中得到了越来越广泛的应用,为了使人们对其有更进一步的认识,本文主要就快速成型技术在口腔修复中的运用展开相关论述。
【关键词】快速成型技术;模型复制;口腔修复1快速成型技术概述快速成型技术是一种先进而科学的原型制造技术,其主要根据计算机辅助设计来对工件进行三维模型设计,不需要任何附加的机械或传统工模具进行加工。
就能快速制作出相应的实体模型。
目前,此技术因其具有高度的柔韧性、灵活、快速、适合任何形状以及高度的集成化而在工业制造行业得到了广泛的推广与应用。
此技术使用新型的添加成型法,逐步把一层层的毛坯薄片叠加成工件,然后把复杂的三维加工逐渐转化为简单的二维加工组合,和传统的去除成型法相比,其不需要工模具和加工机床就能直接制作出同一标准的产品模具或样品[1]。
此外,快速成型技术还可以扫描方式来获取患者器官中的影像资料,然后对数据进行分析处理、建模、前处理、分层叠加自由成型以及后处理等重要步骤。
2医学上常用的快速成型技术的应用范围及优缺点2.1FDM技术主要用于包埋铸造蜡型、制作树脂、骨和软组织、种植手术导板等范围,具有成本具低、维护和使用都比较简单、制作迅速、可根据需求对颜色进行分区等优点,但精度较低,不能制作复杂的构件,且需要一定支撑。
2.23D打印技术主要应用于种植手术导板、氧化锆与氧化铝牙科修复体、正畸托槽导板等的制造,具有材料成本低、材料广泛、可对模型进行着色以及迅速等优点,但模型的表面质量较差,且硬度也较低[2]。
2.3SLA技术主要应用于失蜡铸造的树脂熔模、临时冠桥、种植手术导板的制造中,此工艺的成型精度较高,应用前景广阔,但材料成功高,且光固化成型设备的结构比较复杂,维护有一定难度。
2.4SLS技术主要应用于制作钛合金种植体、合金及金属的基底冠、桥,陶瓷及金属粉末、铸造用蜡、聚合材料都可用作原材料,不需中间模型转换,可使误差得到一定减少,若粉末没有重复烧结,还可重复利用。
快速成型技术在脊柱外科中的应用研究现状
快速成型技术在脊柱外科中的应用研究现状(作者:___________单位: ___________邮编: ___________)【摘要】快速成型是一种进行物理模型快速制作的新兴技术,已广泛应用于颌面外科、神经外科、矫形外科等医学领域。
本文介绍了脊柱外科中常用的快速成型技术及其应用原理,综述了快速成型脊柱实物模型及个体化模板在术前规划、手术模拟、定制植入物和内固定装置、辅助椎弓根螺钉内固定等方面的应用研究现状,对快速成型技术在脊柱外科领域的应用前景进行了展望。
【关键词】快速成型;脊柱外科;实物模型;个体化模板Abstract:Rapid prototyping is a generic name given to newly emerging technologies that may be used to fabricate rapidly physical objects directly from Computer Aided Design data sources.It has been applied widely to a range of medical specialties,including maxillofacial surgery,neurosurgery and orthopedic surgery.In this article,various kinds of rapid prototyping technologies and their principles of application in spine surgery aresummarized.Subsequently,current application and research of physical biomodelings and individual templates which produced from rapid prototyping is reviewed,including preoperative planning,surgical simulation,custom implants and internal fixation device,and assisted pedicle screw fixation in spine surgery.Finally,a prediction is made for using rapid prototyping technologies in spinal surgery.Key words:rapid prototyping; spine surgery; physical biomodeling; individual templates快速成型(rapid prototyping,RP)技术20世纪80年代起源于机械工程领域,是集新型材料科学、计算机辅助设计、数控技术、激光技术为一体,基于离散、堆积原理逐层累加进行物理模型快速制作的综合技术;其突出特点是分层叠加、善于制造复杂实体且具有较高的精确度,目前已广泛应用于颌面外科、神经外科、矫形外科等医学领域[1~4]。
3D打印技术在医学领域的应用
3D打印技术在医学领域的应用近年来,随着科技的不断发展,人们发现3D打印技术在医学领域的应用越来越广泛。
3D打印技术是一种基于数字模型的快速成型技术,它可以将数字模型直接转换成实体模型,快速制造出物体。
在医学领域中,这种技术已经被广泛应用,利用3D打印技术可以制造出更加贴合患者个体化需求的医疗器械、人工器官及细胞等。
一、医疗器械方面3D打印技术可以制造量身定制的医疗器械,如人工骨骼、人工关节、人工牙齿、义肢等,这些医疗器械在医疗领域的应用已经成为趋势。
人工关节是其中的典型代表,通过3D打印技术可以制造出钛合金等材料制成的更加符合人体形态的人工关节,减小因为摩擦而产生的磨损,对人体的伤害更小,术后恢复也更加迅速。
二、人工器官及细胞方面3D打印技术可以制造出更加精确的人工器官,如肝脏、肾脏、心脏等,这些器官可以替代患有器官问题的人体内原有的器官。
同时,3D打印技术还可以制造出人类细胞,如血管细胞、神经细胞、软骨细胞等,这些细胞可以广泛应用于胚胎干细胞技术、组织再造等方面。
使用3D打印技术制造出来的人工器官及细胞,更加贴近人体自身的特性,因此减少了人体对这些物质的排异反应,提高了成功率,同时也扩大了患者的治疗选择范围。
三、精准医疗方面3D打印技术不仅可以制造出更加贴合患者身体特点的医疗器械和组织物质,也可以制造出患者病灶模型,帮助医学家们更加准确地进行手术规划、手术导航等工作,尤其是对于复杂的手术,3D打印技术的应用能够提高医疗工作的准确性,并且能够降低手术难度,提高手术效率。
四、未来发展方向目前,3D打印技术在医学领域的应用还处于起步阶段,尤其是在人工器官的制造方面,仍需要克服很多技术难点。
但3D打印技术在医学领域的广泛应用已经成为大势所趋,未来也将有更加广阔的发展前景。
对于未来的发展,科学家们可能会更加重视材料的选择和组装工艺的研究,探索更加高效、精确的3D打印技术,以及设备的规模化生产等问题。
同时,为了使这一技术更加贴近市场需求,也需要强化卫生法规的建设,更好地将这一技术转化为实际的应用。
快速成型技术在骨组织工程支架制备中的应用
年代后期国际上形成 的一 门新兴数字化成型技术 。R ] P 技术生产骨组织工 程支 架主要 包括 以下 4 步 骤口 : 个 :① 支架外部结构设 计 , 主要通 过 C / 1 描所需构建 的 T MR 扫 骨缺损部位 , 通过三维重建获取 骨缺损部位 的外部轮廓 , 重建其解剖结构 ; ②支架 内部结构设 计 , 用计算机辅 助 应 设计 ( A ) C D 技术设计支架 的内部 多孔 结构 , 或通 过微米一
织或 器 官移 植 物 来修 复 受损 部 位 , 快 速 成 型技 术 应 用 于 骨组 织 工程 支 架 制备 领 域 是 为 了满 足 支 架 个 体 将
化设 计 的 需要 , 实现 组 织 工程 向 临床 实 际应 用 的过 渡 奠 定基 础 。经 医学 影像 技 术 重建 出原 有 骨 缺 损部 为 位 的 外部 轮 廓 结 构 , 用计 算机 辅 助 设 计 完 成 植入 支 架 内部 细 微 结构 并 选择 合 适 的 生 物 活性 材 料 , 想 利 理
用C / I T MR 对骨缺损 部位 及其 对应 的健 侧部 位进 行平
扫, 同时获得病灶与健侧 的二维 层数据 , 然后通过 目前 常 用 的三维 重建软件 如 Mi i 进行 加工处 理 。首先 将二 mc s
维 层 的 C / I 据 以可 被 Mi i 软 件 识 别 的 Dcm T MR 数 mC S i o
维普资讯
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28 7 ・
国际骨科学杂志 2 0 0 7年 9月 第 2 8卷
快速成型技术在医学领域中的应用
杂 的人 体 组 织 器 官 很 有 用 处 。③ 成 形 精 度 高 , 高 最
工 艺 水 平 可 达 ±0 0 % 。④ 材 料 是 由 小 到 大 堆 积 , .1
因而 材 料 利 用 率 高 。 ⑤ 成 形 材 料 广 泛 , 以制 造 塑 可 料 、 瓷及 各 种 复 合 材 料 , 至 可 以直 接 制 造 金 属 零 陶 甚
快 速 成 型 (a i rt y i ,u ) 术 是 2 rpd po t n fP 技 op g 0世 纪 8 0年 代 末 首 先 从 美 国 发 展 起 来 的 一 种 新 兴 工 程 制 造 技 术 。它 基 于 材 料 累 加 ( ae a ices ) 念 和 m tr l nrae 概 i 叠 层 制 造 (aee a uatr g 方 法 , 一 种 全 新 的 1 rdm n f u n ) y ci 是
摘要 快速成 型技 术是 一种 新 兴 工程 制造技 术 。通 过 C T等 方法 获取人 体 组 织 器官 图像 数据 后 , 三 维重 建 , 用 经 应
快 速 成 型技 术 可 以 制 造 出人 体 局 部 组 织 或 器 官 的 模 型 。 该 模 型 可 用 于 , 床 辅 助 诊 断 、 杂 手 术 方 案 的 确 定 , 作 l 盏 复 制 个性 化 的假体 , 可用 于 医学教 学 。 也 关 键 词 快 速 成 型 技 术 优 化 手 术 方 案 制 作 颅 颌 面 赝 复 体
13 快 速 成 型 技 术优 越 性 .
制造 概 念 0 , 别 于 传 统 制 造 方 法 所 采 用 的 去 除 成 有 J 形 方 法 ( 车 、 等 )受 迫 成 形 法 ( 铸 造 等 ) 结 合 如 铣 、 如 和 加 工 法 ( 电镀 等 ) 如 。它 是 利 用 材 料 分 层 、 加 、 积 迭 堆 成 形 的 原 理 来 制 造 产 品 , 机 械 工 程 、 A 数 控 技 集 C D、
快速成型技术在医疗器械中的应用
快速成型技术在医疗器械中的应用快速成型技术,也称为3D打印技术,是一种近年来发展迅速的先进制造技术。
它将数码模型转化为具有实际功能的实体,具有精度高、制作周期短、可实现个性化生产等优势,不仅被广泛应用于工业制造,也在医疗领域中得到了广泛的应用。
在医疗器械领域中,快速成型技术已成为一项不可忽视的技术,因为它可以为患者提供更好的医疗服务,并为医护工作者提供更好的治疗工具。
下面将从三个方面介绍快速成型技术在医疗器械中的应用。
一、医疗实践快速成型技术可以根据患者的具体情况进行个性化制造,为医生提供更好的治疗方案。
例如,在心脏手术中,医生可以通过3D打印模型来了解患者的具体情况,制定更精确的手术方案。
此外,快速成型技术还可以为医生提供更好的手术工具。
传统手术工具制造周期长,精度难以保证,而3D打印技术可以根据医生的要求进行制造,制作出更加符合医生要求的工具,提高手术的效果和成功率。
二、医疗教育快速成型技术可用于医疗教育中,例如,医学院校可以使用3D打印技术制作各种人体解剖模型,以帮助学生更好地理解人体解剖学,提高教学效率和质量。
临床医生也可以使用快速成型技术制作各种手术模拟器和模型,以提高医生的技能和手术水平。
三、医疗研究快速成型技术在医疗研究中也有广泛应用。
例如,科学家可以使用3D打印技术制作各种器官模型,测试药物的毒副作用,验证新药是否有效,为药物研发提供更好的手段。
此外,研究人员也可以使用3D打印技术制作各种骨骼和关节模型,以研究身体运动的机理,优化康复方案,提高治疗效果。
总结快速成型技术作为一种先进的制造技术,在医疗器械领域中具有广泛的应用前景。
通过快速成型技术,可以为患者提供更好的医疗服务,为医护工作者提供更好的治疗工具。
虽然快速成型技术还有很多不成熟的地方,但我们相信,在不久的将来,它将会成为医疗器械领域中的重要技术。
湖南快速成型技术在医学各领域应用
湖南快速成型技术在医学各领域应用快速成型制造技术可以制造出人体局部组织或器官的模型,用于临床辅助诊断、复杂手术方案的确定、制作个性化的假体,也可用于医学教学。
欧洲已经把医学作为快速成型技术应用的主要研究方面之一。
目前快速成型技术在医学领域的应用达到 12% 左右, 仅次于汽车(13%)、航空(13%)、商用机械(13%),具有极大的技术应用发展潜力。
湖南快速成型在此领域也可谓是异军突起,后劲十足。
1、外科学领域的应用外科学是快速成型制造技术最早在医学应用的领域,特别是对于骨外科、颌面外科、整形外科等的临床实践。
快速成型制造可以加工出三维结构仿真的生物模型,借此外科医生可以更直观地了解术区状况,结合模型进行病例讨论,制定更合理的手术方案。
在三维模型上还可以进行手术模拟,并通过对术前及术后形态的比较,预测评估手术效果。
对于一些特殊病例的模型,还可以收集管理作为重要标本资料供日后类似病例参考。
另一方面,借助三维模型可使患者对手术形成直观的认识,便于医患交流。
湖南快速成型华曙高科指出,RP&M 技术通过反求工程和原形制造可为多种手术制作假体,比如颅骨成形术、髋关节置换术、颌骨缺损修复等,其仿真程度远远高于常规的制作技术,这使得该项技术几乎可用于外科各个分支。
2、组织工程学领域的应用快速成型制造技术在生物工程的应用刚刚起步。
它主要针对骨的具体结构,进行CAD造型,然后利用内部细微结构仿生建模技术及分层制造,常温下用生物可降解材料边分层制造边加入生物活性因子及种子细胞。
利用快速成型制造技术可以实现许多三维结构复杂的部位轮廓外形及内部构造的生物支架设计与成型。
湖南快速成型华曙高科了解到,用快速成型技术制成的细胞载体框架结构来创造一种微环境,以利于细胞的粘附、增殖和功能发挥,以此达到组织工程骨的并行生长,加速材料的降解和成骨的过程。
3、基础医学领域的应用快速成型制造技术加工出的生物模型,也逐渐成为基础医学研究的有力工具。
人体骶骨三维重建及快速成型
几个月的毕业设计已近尾声,对这段时间以来的劳动成果,我感 慨万千。毕业设计系统地应用了我在大学四年里所学的知识,它使我 的知识得以全面提高。在整个毕业设计中我得到了很多人的指导和帮 助。
首先要感谢我的指导老师程学进老师,论文从选题、开题、研究、 以及最后的论文撰写过程中都得到导师的悉心指导和教诲。导师严谨 的治学态度、丰富得学识、认真负责的工作态度使我受益匪浅。值此 即将毕业之际,谨向老师程学进致以最诚挚的敬意和最衷心的感谢!
FDM快速成型机的系统优点
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对于本课题,我们将使用型号FDM 快速成型机,它 采用特强Insight软件,令使用者更易操作标准配置水溶性 支撑头(WaterWorks)制品表面更光滑,特征更明显可选配 超声波震动缸,加快溶解速度。
FDM 采用最先进的操控技术--磁悬浮定位 (MagnaDrive)配合两个独立加热头,一个挤出成型材料 (Modeling Material),另一个负责支撑材料(Support Material)能同一时间独立控制两个喷头,加快建造速度。 利用磁悬浮原理,令X-Y轴移动时更快,更顺滑,定位更 准确。利用TouchWorks,操作人员能完全控制FDM 的所 有功能机器的所有状态均显示在TouchWorks荧屏上操作 更清晰、简单。
研究背景
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国内,快速成型 国外,美国在 技术已经日趋达 发展快速一直 到世界领先水平 处于领先地位
请输入内容
国内外的发展状 况
请输入内容
研究意义
ห้องสมุดไป่ตู้
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随着当今医学技术的数字化、信息化发展,制造技术并不只是为工业领 域服务,还为人们的医疗提供了许多便捷、高效的服务。由于人们高强度的 生活压力和快速的生活节奏使得许多骨骼的病变“年轻化”。另外,随着中 国
快速成型技术在整形外科中的应用
来 制造实物 的制造技术( a i pooy ig 简称 R ), R pd rtt n , p P
诞 生于 上世 纪 8 0年代 后期 。 根据 C 它 T数 据或 物体 的计 算 机辅 助 设 计 ( A 模 型 , 过 材料 的精 确 堆 C D) 通 积复制 原型 , 是一 种基 于 离散 、 堆积 成 型原理 的新 的 数 字化 成型技 术 ,集 中体 现 了计 算 机辅 助设 计及 制 造 技术 、激光 加 工 、逆 向工程 技术 、分 层制 造技 术 (F )材 料 去 除 成 形 ( R 、 料 增 加 成 形 f P 技 S F、 MP )材 MA )
细 , 以在 实体 上造 出小至 01m 的孔 。为 了支 持 可 . m
空腔 和悬 臂结 构 , 必须使 用 两种 墨水 , 一种 用 于 支持 空腔 , 而另 一种 则用 于 实体造 型 。 三维 打 印法 的工艺 过 程是 这样 的 :首先 在 成型 机 的工作 台上 覆盖 一层 氧 化铝 粉 ,然后 一 股微 细 的硅胶沿 着 工件 的外 廓喷 射 在这 层粉 末上 。 胶将 氧化 铝粉 固定 在 当前层 上 , 硅 并 为下 一层 的氧 化铝 粉提 供粘 着层 。 一层 完成 后 , 每
1 IP 技 术 的 基 本 原 理 q
工作 台就下 降一 个层 的高 度 ,使下 一层 的粉 末继 续
复敷 和粘 固。未 粘 固在模 型上 的粉 末就 堆积 在模 型 的周 围 和空腔 内 ,起 着支 撑 的作用 。整 个模 型完 成
后, 型腔 内所充 填 的粉 末必 须去 除
R P技 术 是 用 离散 分 层 的原理 制 作 产 品原 型 的
拟 和设计 数字化 平 台 。
2 lp技术 在 整形外 科 中的应 用 i
对于3D打印技术在医学领域应用的认识
对于3D打印技术在医学领域应用的认识首先,什么是3D打印?3D打印(3DP)即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D 打印技术出现在 20 世纪 90 年代中期,实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。
它与普通打印工作原理基本相同,打印机内装有液体或粉末等“打印材料”,与电脑连接后,通过电脑控制把“打印材料"一层层叠加起来,最终把计算机上的蓝图变成实物。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。
常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。
该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
近年来,随着打印设备和打印材料的不断研发,该技术在医学中的应用得到了长足的发展。
现阶段,3D打印在医疗领域的应用大致分为四个层次.一是快速成型层面,这个层面的应用主要是根据数字影像资料打印出立体三维模型,帮助医生分析病情,拟定手术方案。
另外,立体三维模型便于医生与患者沟通交流,这方面的应用在技术上已逐渐成熟.二是利用3D打印技术制造出辅助手术工具或器械。
由于每台手术的独特性,需要特定的手术工具或器械以满足医生的特定需求,3D打印技术为满足个性化的手术器械提供了技术保障,可以制造出个性化的手术器械用于某例特定手术。
三是3D打印技术可直接打印出植入体内的修复体,即快速制造层面。
在这个层面上打印出的个性化修复体可以植入到人体内,更好地与病人的病灶结合,做到精准医治疾病。
四是组织工程生物活体的3D打印技术,可制造出具有生物活性的人体组织和器官,这是目前生物3D打印的研究热点和研究方向。
在快速成型层面,日本筑波大学和大日本印刷公司组成的科研团队2015 年7 月 8 日宣布,已研发出用3D打印机低价制作可以看清血管等内部结构的肝脏立体模型的方法。
快速成型技术的应用与发展趋势
快速成型技术的应用及发展趋势摘要:;快速成型技术凭借其加工原理的独特性和相对传统加工时间的大大节省,在模具工业和修复医学方面得到了大力的推广和应用.同时也是一种结合计算机、数控、激光和材料技术于一体的先进制造技术,并提出快速成型技术未来的发展方向。
关键词:快速成型;快速模具;修复医学;成型方法;成型材料;引言快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)是80年代末期开始商品化的一种高新制造技术,它是集CAD/CAM技术、激光加工技术、数控技术和新材料等技术领域的最新成果于一体的零件原型制造技术.快速成型不同于传统的用材料去除方式制造零件的方法,而是用材料一层一层积累的方式构造零件模型.它利用所要制造零件的三维CAD模型数据直接生成产品原型,并且可以方便地修改CAD模型后重新制造产品原型.由于该技术不像传统的零件制造方法需要制作木模、塑料模和陶瓷模等,可以把零件原型的制造时间减少为几天、几小时,大大缩短了产品开发周期,减少了开发成本.随着计算机技术的快速发展和三维CAD软件应用的不断推广,越来越多的产品基于三维CAD设计开发,使得快速成型技术的广泛应用成为可能.快速成形技术已广泛应用于宇航、航空、汽车、通讯、医疗、电子、家电、玩具、军事装备、工业造型(雕刻)、建筑模型、机械行业等领域[1]。
1.快速成型技术的应用1.1 工业产品开发及样件试制作为一种可视化的设计验证工具,RP具有独特的优势。
(1)在国外,快速原型即首版的制作,已成为供应商争取订单的有力工具。
美国Detroit的一家制造商,利用2台不同型号的快速成型机以及快速精铸技术,在接到№rd公司标书后的4个工作日内生产出了第一个功能样件,从而拿到了Ford公司年生产总值300万美元的发动机缸盖精铸件的合同。
(2)在RP系统中,一些使用特殊材料制作的原型(如光敏树脂等)可直接进行装配检验、模拟产品真实工作状况的部分功能试验。
Chrysler 直接利用RP技术制造的车体原型进行高速风洞流体动力学试验,节省成本达70%。
简述快速成型技术的应用领域。
简述快速成型技术的应用领域。
快速成型技术(Rapid Prototyping,简称RP)是一种通过将计算机模型直接转化为物理模型的制造技术。
它利用计算机辅助设计(CAD)软件将设计模型转化为三维数字模型,然后通过快速成型机器将数字模型转化为实体模型。
快速成型技术的应用领域非常广泛,下面将对其主要应用领域进行简要介绍。
1. 制造业:快速成型技术在制造业中的应用非常广泛。
它可以用于制造各种机械零件、模具、模型等。
通过快速成型技术,可以大大缩短产品开发周期,降低产品开发成本,提高产品质量。
此外,快速成型技术还可以用于制造复杂的结构件,如骨骼支架、人工关节等。
2. 医疗领域:快速成型技术在医疗领域的应用非常广泛。
它可以用于制造医疗器械、医疗模型、人体组织修复等。
通过快速成型技术,可以根据患者的具体情况,定制医疗器械和人工器官,提高手术的精确性和成功率。
同时,快速成型技术还可以用于制造人体模型,帮助医生进行手术模拟和培训。
3. 文化艺术:快速成型技术在文化艺术领域的应用也越来越广泛。
它可以用于制造各种艺术品、雕塑、建筑模型等。
通过快速成型技术,艺术家可以更加自由地发挥创造力,制作出更加精细、复杂的作品。
同时,快速成型技术还可以用于文物保护和修复,帮助保护和传承人类的文化遗产。
4. 教育领域:快速成型技术在教育领域的应用也日益增多。
它可以用于制作教学模型、实验装置等。
通过快速成型技术,教师可以更加生动地展示教学内容,提高学生的学习兴趣和参与度。
同时,快速成型技术还可以用于学生的创意设计和创新实践,培养学生的创造力和实践能力。
5. 建筑领域:快速成型技术在建筑领域的应用也越来越广泛。
它可以用于制造建筑模型、结构模型等。
通过快速成型技术,建筑师可以更加直观地展示设计方案,帮助客户更好地理解和接受设计。
同时,快速成型技术还可以用于制造建筑构件和装饰品,提高建筑施工效率和质量。
快速成型技术在制造业、医疗领域、文化艺术、教育领域和建筑领域等多个领域都有广泛的应用。
快速成型技术在医学中的应用
快速成型技术在医学中的应用随着现代科技的不断发展,快速成型技术在各个领域中得到了广泛的应用,尤其是在医学领域中。
医学工程正在迅速成为一个重要的领域,而快速成型技术在其中扮演者重要的角色。
本文将就快速成型技术在医学中的应用进行详细探讨。
一、快速成型技术的基本原理快速成型技术是一种利用计算机辅助设计、制造和生物医学工程学来制造零件的技术。
其基本原理是依据任意三维几何体的CAD模型,利用计算机辅助制造技术将其分层处理,依次通过向前推进材料或熔融材料的方式,将物体一层层地制造出来,直到形成完整的物体模型,这个过程称为快速成型。
快速成型技术的优点是快速制造、高度精度、低成本、设计灵活多变、无需特殊工具、任何形状均可制造而不需要限制。
这些优点使得快速成型技术在医学领域中大有用武之地。
二、快速成型技术在医学中的应用1、医学模型的制造医学模型制造是快速成型技术在医学领域中的一个可以发挥重要作用的应用。
其主要包括骨头、心脏、肺部等的三维打印模型。
这些模型的制造可以帮助医生更加深入地了解病人的情况。
采用三维打印技术可以为外科医生提供直观的、可触摸的模型,以促进对病人的诊断和治疗。
此外,还可以提高难度手术的成功率并减少医疗事故的发生。
2、手术和创口辅助器材的制造利用快速成型技术制造手术和创口辅助器材也是医疗领域的重要应用。
手术辅助器材可以帮助医生更好地掌握手术的精确度和安全性,同时也可以减少手术风险。
而利用快速成型技术3D打印的创口辅助器材,可以减少手术的痛苦和恢复时间,增加病人的生活质量。
3、人工器官和植入物的制造利用快速成型技术制造人工器官和植入物也是医学领域中的重要应用。
这种技术包括制造人工眼角膜、人工植髓材料、人工关节等。
随着自体提取组织等技术的发展,快速成型技术制造出的人工器官和植入物已经成为当前医学领域中的重要方向之一。
三、快速成型技术在医学中的未来发展随着计算机、材料和制造技术的日益提高,快速成型技术在医学领域中的应用前景也非常广阔。
快速成型技术在临床医学中的应用
pc e pd rcl o a p rt s sa n tu n s h n 3 D rc n tu t no h b an di f r a ik d u ie tyf m p a a u e n isr me t ,t e - eo sr c i f eo t ie n o m — r d o t
快 速 成 型 技 术在 临床 医学 中的应 用
苏 亚辉 , 吕新 生 , 曹文 钢 , 王 晓枫
( 台肥工业大学 机城与汽车工程学院 . 安徽 舍肥 摘 2 00 ) 309
要: 根据快速成 型和医学影像 技术的发展 与现状 , 提出了从 医疗设备直接提取数字化信息 . 利用 C D戟件 及二伙开发 A
r p d p o o y i g m a u a t r e h o o y i l ia d c n , n r ma y wa f r s l i g t e a i r t t p n n f c u e t c n l g n ci c l me ii e a d a p i r n y o eo vn h q e to s i p o i e s we la h p l a i n p o p c f h e h o o y u s i n s r v d d a l s t e a p i t r s e to e t c n l g . c o t Ke r s r p d p o o y i g}DI y wo d : a i r t t p n COM i ;3 D e o s r c in fe l - rc n tu t o
t n a d t e o t u f t e p o o y e c n b c i v d t r u h u ii n i n h u p t o h r t t p a e a h e e h o g tl i g CAD o t r n t u t e o z s fwa e a d is f r h r
快速成型在生物医学领域应用课件
药物筛选与个性化医疗
药物筛选
利用快速成型技术制作出药物筛选模型,用于新药发现和筛 选。
个性化医疗
根据个体基因组信息,利用快速成型技术制作出个性化药物 或治疗方案。
生物医学研究与教育
实验模型
利用快速成型技术制作出实验动物模 型或组织切片模型,用于生物学、药 理学等方面的研究。
教学模型
制作出生动、直观的教学模型,提高 医学教育和培训的效果和质量。
组织工程
构建人体组织和器官的体外模型,为医学研究和 治疗提供实验平台。
未来发展方向
新材料研发
01
探索更多适用于生物医学领域的材料,提高制造质量和性能。
精度与稳定性提升
02
加强技术研发,提高快速成型技术的精度和稳定性。
智能化与自动化
03
结合人工智能和机器人技术,实现快速成型过程的智能化与自动化。源自THANKS详细描述
快速成型技术还可以用于生物医学的研究和教育领域。通过制作生物医学实验的模型,可以模拟实验 过程和结果,提高实验的效率和安全性。同时,利用快速成型技术制作的模型也可以用于教学和培训 ,提高医学教育的质量和效果。
04
快速成型技术在生物医学领域的 挑战与前景
技术挑战
材料限制
目前快速成型技术所使用的材料 种类有限,不能满足生物医学领
快速成型技术的发展历程
01
02
03
1980年代
快速成型技术的概念被提 出,并开始进行基础研究。
1990年代
快速成型技术开始进入商 业应用,并逐渐应用于各 个领域。
21世纪
快速成型技术不断发展, 材料种类和应用领域不断 扩大。
快速成型技术的分类
按材料分类
快速成型技术在医疗领域的应用
快速成型技术在医疗领域的应用随着科技的不断进步,快速成型技术在各个领域的应用愈来愈广泛,如今在医疗领域也得到了广泛的应用。
快速成型技术是一种快速制造的技术,可以根据计算机模型快速制造出三维模型,通过数字化设计计算机辅助制造,计算机自动控制设备制造出模型,这项技术可以帮助医生更加准确地进行手术,缩短手术时间,提高手术质量。
快速成型技术的应用快速成型技术可以帮助医生更加准确地进行手术,缩短手术时间,提高手术质量,对于一些复杂的手术,快速成型技术可以制造出精细的三维模型,为医生提供可视化和触觉反馈系统,从而提高手术成功率。
快速成型技术可以制造出各种类型的医疗器械,如假肢、人工心脏等,可以减少精细的手工操作,提高生产效率和产品质量。
快速成型技术也可以用于医学研究中,例如制造出模拟人体器官,可以模拟真实人体的情况,帮助医生更好地观察和研究人体器官的结构和功能。
快速成型技术还可以制造出模拟人体组织,用于医学试验和药物测试,提供了更加真实的测试平台。
快速成型技术的应用案例快速成型技术在医疗领域的应用案例已经有很多,下面介绍几个典型的案例:1. 快速成型技术制造人工耳蜗人工耳蜗是一种应用于耳聋患者中耳内的电子设备,可以通过振动将声音转化为电信号,再通过植入颅内电极将电信号传递到听觉神经上。
传统的人工耳蜗需要通过手工制造,生产周期长,生产成本高。
但是,采用快速成型技术制造人工耳蜗不仅可以减少生产周期,同时也可以提高生产效率,减少生产成本,让更多的耳聋患者受益。
2. 快速成型技术制造人体器官模型快速成型技术可以制造出各种类型的人体器官模型,如心脏模型、肝脏模型等,帮助医生更好地观察和研究人体器官的结构和功能。
例如,美国医学研究公司Anatomics使用快速成型技术制造出一款精细的人体心脏模型,提供了一种准确的操作平台,帮助医生更好地了解人类心脏的结构和功能。
3. 快速成型技术制造假肢快速成型技术可以制造出各种类型的假肢,如手臂假肢、腿部假肢等,可以根据个人的需要制造出适合的假肢,提高生活质量。
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2 快速成 型技术及逆 向工程的基本原理
21 . 快速成型技术
快速成型技术自2 世纪八十年代兴起之后, 0 被广泛应用于航 术 , 进而开发 出同类的更为先进的产品”。在 医学上的应用 的方
空航天、 汽车工业 、 模具制造 、 医学和 建筑等多个领域。其主要工作 法 主要有 C T扫描 、 R ( M I核磁共振 ) x射线等。 和
用于 医学领域[为实现个体化骨损伤诊断 、 1 1 。 个体化植入体及个体 化修复带来了极大的变化 。 传统的手术治疗修复是通过 x线片 ,
C T等影像学检查得到的数据 , 凭借医生的经验 , 大脑 中进行术 在 前的手术模拟 , 以确定手术方案 , 然后根据医生大脑中的三维印象 进行手术 , 这种手术具有一定随机性。 尤其对于对于严重的面部疾 病, 如先天 I唇裂 , 生 颌面部多发性骨折等 , 只能大致估计疾病的范
e ai r ton; p rf r b nede e to a d amag Re ai o f c i n n d o e
中图分 类号 :H1 文献标 识 码 : T 6 A
1 引言
随着计算机技术快速发展 , 三维重建和快速成型技术逐步应
密伺服驱动和新材料等先进技术集于—体。 依据计算机上构成的工 件三维设计模型, 对其进行分层切片 , 得到各层截面的二维轮廓 , 按 照这些轮廓, 成型头选择性地 固化一层层 的液态树脂( 或切割一层
K e r s Ra i r t t p e h o o y Re e s n i e rn ; i u a e e r c o u g c l p y wo d : p d p o o y et c n l g ; v r e e gn e i g S m l td t r a ef r s r i a - o
三维儿童头部模型 , 如图 1 所示。 先天 f唇腭裂在模型上的表现 , 生
如 图 2所 示 。
对骨 眵 撒 出正确的诊断。然后将三维数据模 术转化为三维仿真生物模型后 , 为术者提供了手术平台, 术前能够对 个体化实体模型直观地进行分析、 , 测量 并预演整个手术过程 , 明确
截骨范围, 熟悉手术过程 , 缩短了手术时间, 简化手术 , i 手术 从而2 曦
【 摘
要】 随着计算机技 术的快速发展 , 三维重建和快速成型技术逐步应用于医学领域。结合逆向
工程及快速成型技 术的基本原理 ,重点阐述 了 逆向工程及快速成型技术在先天性单侧唇裂三维模型的 重建、 面容多发性骨折缺损骨和下颌骨缺损三维模型重建等 医学上的应用, 并简单介绍了快速成型技术 在现代 医学应用上的重要意义, 最后根据快速成型技术的特点, 出了快速成型技术在现阶段存在的问 提
面容的多发 『骨折等) 生 其周围解剖关系复杂 , 往往通过 二维平面的观 察很难确定病变范围。 这给医生制定手术方案带来很大的困难。因 此, 如果在手术前, 利用逆向工程 应用螺旋 C T或 MR 获得缺损骨连 I
续 陛缺损三维数据模型 , 在计算机 E 模拟重建三维图像, 可以直观地
画, 在此基础上还可 以进行术后的预测 。dm x 3s a 三维软件中创建
igt hoo en pi ucsie e i l e .ae nte r c l o vr ni ei n c nlg i biga ldsces l i m dc lBsdo i i ef r es egn r g e y s p e vyn af d i h p np e e e n n dpoo pn t hoo , s e fcss nt l t no ees egnei d rt adr i rtt i cnl ytit toue o eapiao rvr nier gadr ipo - p a y ge g h x h p ci f e nn a o p t etcnl yi em dcn o leosrcino neil nlea l t aa 、eet oe y h o t i eo 3 m d cnt t c gnt itrl e ledfc n p e o g nh e i f d e r u of o au a c fp t b f aemut lfatrs n il eetI d io i i oue dmadbedfcsnadtntes  ̄ cl eo apiai aipo t - i n a . i h gf l f i c n fr o p igtcnl ul d w vr rbe s ̄al l a rsn ae ntecaat ii ter i n h o i otn . ee, olm e o g s i Ho y e p ibe t eet sdo hr esc o h a d a p b h c r tsf p poo pn cnl yw rp tow da e tdvl m n rseti eat u ua、eop e rtyigt h o ,ee ufra w la i e p t op c nt r cl rl rsa 、 t e o g r s l se oe p s s h t a c h ueodeetcl pi c dsr do efe s o hl l r a l ei ut a t r l . s ci a a p n n yn h i d
逆 向工程及快速成型技术 的发展在很大程度上解决了这一
3 快速成型技术在 医学上 的应用
31逆 向工程在 医学上 应 用 。
由于医学上一些严重面容畸形的形态特殊 ( 如先天性唇腭裂,
问题。就唇裂修 复而言可用 C T扫描或 MR 获得断层数据 图形 , I 根据断层数据 图形在 3 s x三维软件 中创建三维实体模型 , d ma 最 后将模 型导人 E N9 O [] 虚拟现实软件 中进行现场手术修 复虚拟动
析了上颌骨 陕速扩弓时 ,2 2 个主要解剖结构部位三个方 向上 的位移 简单 的骨组织切 割等【; 国内 , 1在 I l 也有许多大学和实验室开展 了 和应力分布 隋况, 颅颌面复合体在上颌骨 决速扩张( ME 时的生物 虚拟手术模拟方面的研究 , R ) 虚拟现实技术在鼻腔镜手术仿真训练 力学效应 。她用有 2 2 个节点和 2 7 10 2 0个体单元 的三维有限元模 系统中的应用研究l, 口腔医学领域 中就已开展了颅颌 面外科 】在 2 1 口腔修复多媒体平台的建立【等研究。 - q 型, 在扩张 匕 颌骨 5 mm后 , 探讨应力和各单元移动隋况。 观察的结果 虚拟手术旧, 显示, 在上颌骨扩张 l 3 m、 5 m时 , mm、m 和 r a 两侧结构呈现平行 移 Jn rdi [ o ar k 等用快速成型技术预制下颌骨肿瘤实体模型 , B c 确定截骨部位 , 并预制成型钛板 , 在手术 的过 位 。最大扩张区在牙槽突区, 而向上部呈现逐渐减少, 在鼻腔底部宽 术前进行模拟手术 , 度增加显著。 但是鼻腔后上部轻微向中线移位。 顶骨 、 枕骨和额骨未 程中。按照预先计划截骨, 成型钛板 固定后 , 指导游离骼骨成型 , 见到位移的现象。 高张力区出现在尖牙区、 磨牙区、 下鼻腔外侧壁 、 颧 使手术过程简化 , 缩短了手术时间。 n nmos 统计 6年中在临 A oy u[
22逆 向工 程 -
逆 向工程是在快速成型技术和先进制造技术的基础上发展 起来的一项工程技术 。逆向工程可定义为“ 针对消化吸收先进技
术 的一系列分析方法和应用技术的结合 。 它是以先进产品设备的 实物 、 ( 软件 包括图纸 、 、 程序 技术文件等 ) 或影像( 图片、 照片等 ) 作为研究对象 , 应用现代设计方法学原理 、 生产工程学 、 材料学和 有关专业知识进行系统深入地分析和研究 , 索掌握其 关键 技 探
机 械 设 计 与 制 造
24 5 文章编号 :0 1 39 (0 10 — 2 4 0 10 — 9 7 2 1 )5 0 5— 3 Ma hi e y De in c n r sg & Ma u a t r n f cu e
第 5期
2 1 年 5月 01
快速 成型技 术在 医学上的应 用 术
( o eeo c aia E gn eigXni gU i r t, rm i 3 0 8 C ia 。 l g Meh ncl n ier i a nv s yU u q 0 0 , hn ) C l f n jn ei 8
( eFrt ml tdH si l ni gMe ia U i r t, rmq 8 0 0 ,hn ) h i i e opt j n dcl nv s y U u i 3 0 0 C ia sA a a Xi a ei
原理为将计算机辅助设计( A )计算机辅助制造( A 、 C D、 C M)激光 、 精 逆 向工程及快速成型技术在医学上 的应用流程为 :首先用
★ 来稿 日 :0 0 0 — 6 ★ 期 21—72 基金项 目: 新疆维吾尔 自 治区高校科研计划科学研究重点项 目( J D 2 0 14 XE U 072 )
第5 期
江 静等 : 快速成型技术在 医学上的应用
25 5
螺旋 C T或 MR 等影像学方法扫描实体 , I 获得三维 图像数据 , 为 脑 中的三维 印象进行手术 , 这种手术具有一定 随机性 ;2手术后 () 保证仿真生物模型的精确度 ,目前 选择的扫描层距是 1 r . m或 不能预测术后的效果及临近组织 的结合 , 0 a 使得医生与患者很难交 小于 1 m 1 再将三维图像数据通过专用图像软件处理, . m5 0 1 。 在计算 流手术效果 ;3对于医学 的初学者或初级医师 , () 二维 的图像 比较 机上模拟重建所需要的三维图像后 , S L数据格式输 出 , 以 T 控制 抽象 , 使得教师讲解起来 困难。 快速成型机完成生物仿真模型 的制作 。
图 2先天性唇腭裂模型
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南洋理工大学开发的软件 系统可以帮助 医生在计算 机上进