基于3D打印的手指屈肌腱损伤定制化支具设计

摘通过将数字医学、CAD、逆向工程、3D打印等技术相结合,研究了手指屈肌腱损伤定制化支具的设计和制备方法。利用患者的CT扫描数据对受伤手臂进行三维重构,提取前臂皮肤数据设计固定于前臂的支具夹持部分;提取健侧手指部分的数据,通过图形镜像方式设计固定受伤的左手手指部分的支具结构;根据手部功能位的要求设计支具的腕部结构与手指部位的活动结构。对石膏绷带试样与3D打印的PLA(聚乳酸)支具试样进行了抗弯强度测试,对PLA试样进行了抗扭强度测试,实验结果表明3D打印的PLA试样的抗弯强度高于石膏绷带试样,而且抗扭强度也良好。利用三坐标测量仪对支具的3D打印模型进行了测量,并与三维CAD模型进行了对比。3D打印的支具佩戴方便,贴合效果、透气性及力学性能好,能有效的限制受伤手指的异常活动,可实现定期调整及配合早期功能锻炼。     

基于人体表面三维数据的医用支具逆向设计方法

为促进医用支具的个性化快速定制,对人体造型特征进行了分析。结合逆向工程、模具设计、3D打印等技术,论述了基于人体表面三维数据的医用支具逆向设计方法。以颈部支具设计为例,验证了该设计方法的合理性和可行性。     

浅谈3D技术在个性化产品定制中的应用

定制个性化的产品已经越来越受到人们的关注与向往,个性化的产品的定制离不开先进的3D技术,在定制过程中,需要综合运用产品测绘、三维扫描、工业设计、3D建模、设计变更与优化、数据处理及转换等技术来把个性化的产品进行呈现,然后通过3D打印技术将产品模型数据打印出来,实现产品的个性化定制。     

基于正逆向建模的小腿外固定支具的设计方法

生活中每个骨折患者的小腿形状特征各不相同,骨折类型也不同。现有的骨折支具存在笨重、不透气且与患者小腿部位不能完全贴合的缺点,严重影响患者的康复效果。通过人体三维扫描仪获取患者受伤部位的点云数据,并对点云数据进行数据处理,运用逆向建模方法获得患者受伤部位的三维特征,设计符合患者受伤部位的外固定支具。结合患者及医生的相关要求,采用正向建模方法设计出符合人体小腿的康复支具,帮助患者康复。将正逆向混合建模方法运用于生物医学工程领域,为研发人员设计定制化产品提供借鉴。     

基于增材制造技术的踝关节撕裂骨折损伤定制化支具设计

对比分析传统支具与3D打印支具在临床应用效果以及各项性能,探讨3D打印支具在踝关节撕裂骨折损伤治疗应用中的优势.调查30名踝关节撕裂骨折损伤男性患者(20～40岁),这些患者分别采用石膏、夹板和3D打印支具进行康复治疗(每组10人),康复后对临床治疗效果评分.对比目前市面上用于支具制造的传统材料与3D打印材料的机械性能,分析不同3D打印工艺的综合优势.多射流熔融(MJF)工艺打印的尼龙11(PA11)材料综合力学性能最好,MJF工艺制作的支具比其他3D打印工艺综合优势更高.患者在康复期间佩戴支具时,皮肤透气性强,无异常并发症,康复效果良好.临床应用数据表明,增材制造的支具在舒适度、贴合度、透气性、灵活性、力学性能和生物相容性方面都优传统支具.本研究踝关节撕裂骨折损伤定制化支具是增材制造支具现代运动创伤外科临床的重要成果,对3D打印定制化医疗、康复器械的发展具有重要意义.     

基于CATIA的汽车三视图逆向三维建模

文章基于CATIA自由曲面反求技术,对车身曲面设计进行了研究。通过对宝马三视图的数据采集和处理、曲面的构建以及曲面分析,进行车身曲面的数字化建模,反求出汽车曲面的三维数字模型。解决了通过三视图实现快速逆向工程实体三维数字建模问题。     

基于照片影像的反求设计及三维仿真平台开发

基于照片影像的反求工程和三维立体重建是企业新产品开发的重要途径之一。这里对照片影像反求设计方法作了较深入的探讨。在此基础上,研制开发了基于照片影像的反求设计及三维仿真的CAD平台。该平台的设计是在AutoCAD平台上,应用VisualLisp程序设计语言开发出“透视图布局”、“点反求”和“立体三维重建”等程序,并用AutoCAD的菜单定制技术为平台定制新增命令和帮助文件。应用实例证明该平台系统能够快速准确、半自动化地完成以平面体为主而组合的产品照片的反求设计与三维仿真。     

基于三维扫描和3D打印的鼻套模具制作关键技术

为解决喷火表演鼻子容易烧伤的问题,运用三维扫描技术进行反求设计,并用3D打印方法制造。首先,使用三维扫描仪获得鼻子部位扫描曲面,运用Meshmixer软件对曲面处理得到鼻子三维数字模型;其次,绘制鼻套设计所需三维模型并与鼻子三维模型进行布尔运算,得到鼻套模具三维模型,将模型数据导出为切片软件可识别的STL文件;然后,设置熔融沉积成型3D打印机参数、添加外部冷却设备,以聚乙烯醇(PVA)为打印耗材,对鼻套模具进行打印;最后,使用硅胶浇注、热水溶模的方法得到一体成型的鼻套模型。结果表明:该方法能够有效应用于鼻套模型的制作,实现三维扫描曲面壳体到模具实体的转化,为类似产品的制造提供了一种方法。     

个性化三维矫形支具的设计及其生物力学研究

以个性化三维矫形支具的设计为研究目标,以AIS患者的CT断层数据为基础建立包含胸腰骶、胸廓和骨盆的三维几何模型,继而构建出一例完全基于人体解剖结构的有限元模型。在此基础上研究个性化三维矫形支具的快速设计方法,通过合理设置衬垫分布模拟临床脊柱受力,分析不同矫形力及作用位置对矫形疗效的影响与评估,并根据临床实际进行支具矫形效果的生物力学分析,确定最优支具设计方案。为个性化支具的设计提供了一种切实可行的方法,可以提高支具三维矫正效果。     

基于Gemagic Design X的机油泵零件逆向建模

以机油泵零件为研究对象,应用Geomagic Design X软件进行了数字模型重构、关键建模环节分析设计,并对获得模型特征进行了偏差数据对比分析。其结果表明:该建模方法可良好的保证所求模型的精准度,完整性,曲面精确性及光顺度均能得到保障,此方法适用于复杂零件的逆向反求。