Digitaalsete mudelifailide põhjal kasutab metallist 3D -printimise tehnoloogiat kleepmaterjale nagu pulbristatud metallist või metalltraadist, et kihid kihid luua. Metalli 3D-printimise tavaliste tehnoloogiate hulgas on elektronkiire sulamine (EBM), selektiivne laser sulamine (SLM) jne. Kasutades suure energiatarbega laserkiirina soojusallikana, näiteks SLM, näiteks sulab ja ladestab metallipulbri kihti kihis, pärast eelnevalt määratletud kolmemõõtmelist mudelit, seega tekitades tahkeid osasid.
Kolmemõõtmeline printimismetall pakub suuri eeliseid. Kujundusvabaduse osas pakub Metal 3D -printimine meditsiiniseadmete kujundamisel suuremat paindlikkust, ületades keerukate struktuuride traditsiooniliste tootmistehnikate piirangud ja hõlbustades keerukate geomeetriliste disainilahenduste loomist, kasutades täiustatud meetodeid. Metalli 3D -printimine muudab kujundused kiiresti füüsilisteks esemeteks, sõltuvalt tootmistsükli hallituse tootmisest, mis lühendab teadus- ja arendustsüklit märkimisväärselt ning kiirendab meditsiiniseadmete värskendamist. Selle suurepärane materiaalne kasutamine on üks selle peamisi jooni; See aitab vähendada materiaalseid jäätmeid ja kulusid.
Metalli 3D -printimist rakendatakse meditsiiniseadmete loomingulises disainis, selle asemel, et kasutada muid meetodeid.
Paljud meditsiinitööstuses kasutatavad tööriistad vajavad konkreetsete eesmärkide täitmiseks keerukaid sisearhitektuure. Näiteks ei suurenda ortopeediliste implantaatide poorne konstruktsioon mitte ainult luude integreerimist ja pakub ruumi luukoe arenguks, vaid vähendab ka implantaadi kaalu ja suurendab patsiendi mugavust. Suuruse, kuju ja pooride jaotuse täpselt haldades genereerib metalli 3D -printimise tehnoloogia ortopeedilisi implantaate keerukate poorsete struktuuridega, sealhulgas puusa- ja põlveproteesiga. Lisaks võib metallist 3D -printimine tekitada teatavate topoloogiliste tunnustega stente, suurendada nende paindlikkust ja järgimist ning kardiovaskulaarsete stentide kujundamisel veresoonte seina väiksemat kahjustust.
Igal patsiendil on erinev füüsiline seisund ja nõuded; Niisiis, kohandatud meditsiiniseadmed on nüüd ravi efektiivsuse suurendamise saladus. Tuginedes meditsiiniliste pildistamise andmetele nagu patsientide CT ja MRI, saab metalli kasutav 3D -printimistehnoloogia luua kohandatud 3D -mudeleid ja luua meditsiiniseadmeid, mis vastavad täpselt patsiendi anatoomilisele vormile. Näiteks ortodontia valdkonnas saab kasutada 3D -printimise tehnoloogiat, et luua üksikutele patsientidele kohandatud traksid, suurendades seega ortodontilisi tulemusi ja patsiendi mugavust. Kuuldeaparaadi kesta kohandamine vastavalt patsiendi kõrvakanali kujule aitab maksimeerida heliülekande efekti ja paigaldada kõrvakanal kuuldeaparaatide tootmisel.
Meditsiiniseadmete oluliste jõudlusmeetmete hulgas on biosobivus. Tugeva biosobivusega metallmaterjalide kasutamine, näiteks titaansulamid, koobaltkroomi sulamid jne, 3D -printimine metalliga võivad toota meditsiinivahendeid, millel on hea sobiv inimkudedega. Prindimisprotsessi optimeerimine aitab reguleerida materjali mikrostruktuuri, nii et kontrollib selle seadme biosobivust. Näiteks kunstlike vuukide valmistamiseks võib 3D -printimise kasutamine metalliga genereerida mikrostruktuure, mis on soodsad luude kudede arendamiseks, soodustama luu ja proteesi ühendamist ning suurendada kunstlike liigeste kasutusaega.
Kiire prototüüpimine ja funktsionaalne kontrollimine on meditsiiniseadmete kavandamise ja arendamise olulised faasid. Kiire ja täpne meditsiiniseadmete prototüüpide tootmine, mis on võimalik metallist 3D -printimisega võimalikuks, võimaldab disaineritel ja inseneridel seadme ideid varakult üle vaadata ja parandada. Prototüübi testimise abil saab disaini vigu viivitamatult leida ja parandada, hoides ära olulisi vigu järgnevates tootmis- ja vähendamis- ja arenduskulude ning nendega seotud riski vähendamisel.
Praegu on metallist 3D -printimiseks kättesaadavad metallimaterjalid ja mõned neist ei suuda meditsiinivarustuse vajadusi jõudluse osas täielikult rahuldada. Mõne materjali puhul tuleb näiteks nende tugevust, korrosioonikindlust ja muid omadusi veelgi suurendada, et see sobiks keeruka inimese ümbrusega. Et tagada, et materjal on inimkehale healoomuline, tuleb selle biosobivust ka rangelt testida ja kontrollida.
Mõnevõrra kõrged ostukulud, materiaalsed kulud ja energiatarbimise kulud metalli 3D -printimise seadmete printimisprotsessis piiravad nende ulatuslikku rakendatavust meditsiiniseadmete valdkonnas. Eriti mõne väikese meditsiiniasutuse ning teadus- ja arenduskeskuste jaoks on kõrge kulu olnud väljakutse metalli 3D -printimise tehnoloogia rakendamisel.
Meditsiiniseadmete jaoks on ranged reeglid, seega pole metalli 3D -trükitud meditsiiniseadmete juhised veel täiuslikud. Mõnede lünkade ja ebakindluse tõttu kinnitamise protsessis on mõjutatud kvaliteedikontrolli, kliinilise valideerimise ja muude valdkondade tõttu, mis on mõjutatud ettevõtete poolt, mis mõjutab ka seda, kuidas patsiendid tunnevad umbes 3D -trükitud meditsiiniseadmeid.
Mitu eriala hõlmab materjaliteadust, masinaehitust, meditsiini jne, kuid metalli 3D -printimine nõuab multidistsiplinaarsete teadmiste ja oskustega eksperte. Selliste kohanemisvõimeliste oskuste jaoks on praegu aga märkimisväärne napp, mis muudab selle vähem võimeliseks rakendamiseks ja arendamiseks meditsiiniseadmete loomingulises disainis.
Investeerige rohkem metalli 3D -printimise materjalide väljatöötamisse ja looge värsked metallmaterjalid, millel on täiustatud biosobivus ja jõudlus. Materiaalse innovatsiooni abil rahuldage mitmesuguseid rakendusnõudeid ning tõstke metalli 3D -trükitud meditsiiniseadmete kvaliteeti ja usaldusväärsust, nii et rahuldades meditsiiniseadmete vajadusi.
Tehnoloogiainnovatsiooni ja massitootmise kaudu vähendage metalli 3D -printimisseadmete omandamist ja materiaalseid kulusid. Samaaegselt optimeerige printimisprotsess, suurendage materjali kasutamist, väiksemaid energiatarbimiskulusid ja muutke metalli 3D -printimise tehnoloogia taskukohasemaks meditsiiniseadmetes kasutamiseks.
Valitsus ja asjakohased asutused peaksid määratlema kinnitusmenetluse, kvaliteedikontrolli kriteeriumid ja kliinilised valideerimisstandardid, tugevdades seeläbi metalli 3D -prinditud meditsiiniseadmete reeglite ja standardite loomist. Looge tugev regulatiivne struktuur, suurendage kontrolli 3D -trükitud meditsiiniseadmete üle ja tagage patsientide õigused ja ohutus.
Looge asjakohased peamised ettevõtted ja kursused ning tugevdage kolledžite ja uurimisvõimaluste investeeringuid multidistsiplinaarsete talentide väljatöötamisse, mis haaravad nii materjaliteadust, masinaehitust kui ka meditsiinilisi vajadusi. Samuti peaksid ettevõtted parandama siseõpet samaaegselt, et tõsta töötajate ametialast pädevust ja loomingulist suutlikkust.