چاپ سه بعدی مدل های تشریح پزشکی در کوتاهترین زمان

بر اساس مطالعه انجام شده توسط بیمارستان بریگهام و گروه جراحی ارتوپدی در دانشکده پزشکی هاروارد ، بار کلی آسیب های ارتوپدی در ایالات متحده قابل ملاحظه است و بیش از 1.1 میلیون عمل جراحی ارتوپدی اورژانسی در سال دارد. در چنین موارد تروما ، که بیش از 16 درصد از کل بیماران تشخیص داده شده با آسیب ارتوپدی را شامل می شود ، استفاده از یک مدل آناتومیک مخصوص  پرینتر سه بعدی بیمار در مقیاس 1: 1 می تواند برای جراح ، تیم پزشکی و متخصصان ارزشمند باشد.

به طور طبیعی ، زمان چاپ برای موارد غیر فوری و فوری بسیار مهم است زمانی که پزشکان به سرعت به یک مدل نیاز دارند تا بتوانند یک برنامه را به تصویر بکشند و سپس رضایت بیمار را جلب کنند. با کمک تنظیمات چاپ بهینه شده در پرینتر فرم سه (پرینتر شرکت formlabs) ، همراه با نکات مفید زیر ، می توانید مدل هایی را برای جراحی های روز بعد یا حتی همان روز آماده کنید. در این مقاله ، روش هایی را برای افزایش سرعت چاپ بدون از دست دادن جزئیات اساسی سطح یا دقت ابعادی به شما نشان می دهیم.

1- استفاده از رزین مخصوص

با آخرین تنظیمات چاپ برای رزین Drafts، پزشکان می توانند از زمان چاپ سریعتر از همیشه استفاده کنند. این رزین به طور خاص برای سریعترین سرعت چاپ ممکن در چاپگرهای Formlabs  طراحی شده است. در مقایسه با رزین خاکستری در 100 میکرون ، رزین پیش نویس با 200 میکرون می تواند مدل ها را تا 75% سریعتر چاپ کند.

ممکن است نگران افت کیفیت با چاپ در ارتفاع لایه 200 میکرون باشید ، اما اکثر اسکن های MRI یا CT با ضخامت برش 1.0 میلی متر انجام می شود. شما می توانید پنج لایه را در 200 میکرون در ضخامت یک تکه برش 1 میلی متری از اسکن قرار دهید ، بنابراین از اسکن تا چاپ هیچگونه افت کیفیتی نخواهد داشت. در زیر می توانید مدل های چاپ شده با رزین خاکستری در 100 میکرون و پیش نویس رزین در 200 میکرون را مشاهده کنید که هیچ تفاوت قابل ملاحظه ای در جزئیات سطح یا دقت ابعادی ندارند.

در سمت چپ مدل های رزین پیش نویس ، در سمت راست مدل های رزین خاکستری

2- بهینه سازی جهت مدل در پرینتر فرم سه

چاپگرهای با اندازه بزرگ مانند فرم 3BL امکان ایجاد چاپهای بزرگ را فراهم می کنند ، اما چاپ سریعتر قطعات کوچکتر را نیز امکان پذیر می کنند. با حجم ساخت کوچکتر فرم 3B ، می توانید مجبور به جهت گیری های غیر بهینه شوید. ما از استخوان بازو در تصویر زیر به عنوان مثال استفاده می کنیم که فقط می تواند به صورت مورب روی فرم 3B قرار گیرد. این جهت باعث افزایش تعداد لایه ها می شود و علت اصلی افزایش زمان چاپ است. در فرم 3B ، می بینید که چاپ 897 لایه کمی بیش از چهار ساعت طول می کشد. در فرم 3BL ما می توانیم جهت مدل را یکنواخت کرده و لایه ها را به 203 و زمان چاپ را به یک ساعت و نیم کاهش دهیم که 66 درصد سریعتر است.

3- کاهش حجم مدل

با انتخاب سریعترین رزین و جهت بهینه ، چند نکته دیگر نیز وجود دارد که می توانید از آنها برای صرفه جویی در زمان چاپ خود استفاده کنید. می توانید از نرم افزار CAD خود برای خالی کردن مدل خود ، کاهش حجم چاپ و در نتیجه کاهش زمان چاپ استفاده کنید. نرم افزار رایگان ، مانند Meshmixer ، آسان است و حفره های لازم برای زهکشی و ضخامت دیواره 2-3 میلیمتری توصیه شده را اضافه می کند. در انیمیشن زیر می بینید که چگونه می توان مدل را خالی کرد.

  Meshmixer: Edit → Hollow → Generate hole → Accept

این روش برای اکثر مدل ها کار می کند ، اما صرفه جویی در زمان در مدل های بزرگتر بیشتر خواهد بود. این لگن بالغ 32 ساعت طول می کشد و تقریباً دو لیتر رزین را از Draft Resin استفاده می کند. پس از خالی کردن مدل ، زمان چاپ به 16.5 ساعت کاهش می یابد و از بیش از 0.8 لیتر رزین استفاده می کند که 48 درصد در زمان و 60 درصد در مواد صرفه جویی می کند.

چاپ سه بعدی پزشکی بهینه برای کاهش زمان چاپ

با استفاده از هر نکته ای که در بالا ذکر شد ، می توانید در نمودار زیر ببینید که با رعایت هر نکته چقدر می توانید در وقت خود صرفه جویی کنید. در مقایسه با یک مدل رزین خاکستری استاندارد در فرم 3B ، استفاده از یک مدل توخالی در Draft Resin که در سطح ظاهری مسطح باشد ، می تواند زمان چاپ را 90 درصد سریعتر از زمان اولیه ایجاد کند.