Er líka hægt að framleiða mót fyrir lækningatæki með þrívíddarprentun úr málmi?

一, Horft á helstu kosti 3D prentunartækni úr málmi
1. Geómetrísk frelsisgráður og hönnun fyrir samræmda kælingu
Borunaraðferðir takmarka kælirásirnar í hefðbundnum mótum, þannig að þær nota venjulega línulegan eða einfaldan krossarkitektúr. Þetta gerir kælinguna óhagkvæmari og hitastigið ójafnt. Selective Laser Melting (SLM) og Electron Beam Melting (EBM) eru tvær tækni sem gera það mögulegt að hanna samræmdar kælirásir frjálslega með því að nota þrívíddarprentun úr málmi. Til dæmis, í bæklunarígræðslumótum, með því að nota hermihugbúnað til að fínstilla vatnsleiðina þannig að fjarlægðin milli kælivatnsrásarinnar og yfirborðs moldholsins haldist innan 2 mm getur sparað sprautumótunarferlið um 35% og dregið úr skekkju vörunnar um 60%. Þessi hönnun er mjög mikilvæg til að búa til stoðnetsmót vegna þess að ör-nákvæmni kælirásir tryggja að stoðnetsefnin skreppi jafnt saman meðan á mótunarferlinu stendur, sem kemur í veg fyrir að sprungur myndist vegna álagsstyrks.
2. Ábyrgð á lífsamrýmanleika og efnisframmistöðu
Mót fyrir lækningatæki verða að uppfylla mjög há skilyrði um lífsamrýmanleika. Þrívíddarprentun úr málmi gerir ráð fyrir beinni mótun á efnum, þar á meðal títan ál (Ti6Al4V), kóbalt króm ál (CoCrMo) og læknisfræðilegt ryðfríu stáli (316L), sem öll hafa verið vottuð sem lífsamrýmanleg samkvæmt ISO 10993. Til dæmis er Ti6Al4V títan álfelgur almennt notaður til að skipta um ígræðslur þar sem það er auðvelt að skipta um ígræðslur og er auðvelt að skipta um ígræðslu. nota með mannabeinum. Þú getur stjórnað kornastærð efnisins á milli 10 og 50 μm með því að breyta prentstillingum, eins og leysirafli og skannahraða. Þetta nær jafnvægi á milli vélrænna eiginleika og líffræðilegrar virkni.
3. Hönnun sem er bæði létt og hagnýt
Þrívíddarprentun úr málmi gerir ráð fyrir léttri hönnun eins og grindarbyggingum og grindarbyggingum. Þetta dregur úr efnisnotkun en tryggir samt að mótið sé sterkt. Til dæmis, holur grindarkælirás Platinum fyrir blaðmót flugvéla dregur úr þyngd um 40% og eykur kælivirkni í 2,3 sinnum meiri en staðlaðar hönnun. Þessi hönnun er notuð í læknastéttinni fyrir endaáhrifamót skurðlækningavélmenna. Það dregur úr fjölda skrefa sem þarf til að setja búnaðinn saman og gerir hann áreiðanlegri með því að bæta við hagnýtum þáttum eins og hitabeltisfestingargötum og vökvarásum.
2, Algeng notkunartilvik og dæmisögur
1. Gerð mót fyrir bæklunarígræðslu
Tilfelli: Mót fyrir 3D-prentaða mjaðmaígræðslu
Aikang Medical 3D ACT gervi mjaðmaliðakerfi notar tvímálm 3D prentunartækni til að búa til lærleggsstöngulmótið. Beintengilagið er gert úr Ti6Al4V títan álfelgur, sem hefur örporous uppbyggingu sem hvetur til vöxt beinfrumna; slitþolið-lagið er gert úr CoCrMo kóbalt krómblendi, sem hefur yfirborðsgróft Ra<0.2 μ m, which reduces friction and wear with the polyethylene lining. The transition layer is formed of Ti Co gradient alloy, and powder mixing technology is used to make the composition gradient so that stress doesn't build up. This mould makes the product last for more than 15 years, which is three times longer than usual methods.
2. Gerð mót fyrir stoðnet í hjarta- og æðakerfi
Tilfelli: Mót fyrir örstærð æðastent
Til að búa til æðastoðnet þarf nákvæmni framleiðsluferlisins að vera á milli 10 og 50 μm. Þetta er erfitt að gera með dæmigerðri vinnslu. Vísinda- og tækniteymi Huazhong háskólans notaði SLM tækni til að búa til Nitinol stoðnetsmót. Ónákvæmni í þvermál stoðnetsvírsins var minni en 2 μm með því að stjórna þáttum eins og lagþykkt (20 μm) og leysirafli (150W). Í kransæðalíkani úr svínum sýnir stoðnetið sem er búið til með þessari myglu mikinn stuðning og sveigjanleika, með 40% lægri segamyndun en dæmigerð tæki.
3. Gerð móta fyrir hluta lækningatækja
Tilfelli: Vírristmót fyrir CT skanni gegn-dreifingarsíu
Hreint wolfram 3D prentað síuristmót frá Dunlee notar EBM tækni til að búa til flókin keilulaga form í einu lagi. Í samanburði við venjulegar mölunaraðferðir getur síurist þessa móts aukið merki-til-hljóðhlutfalls keilubjálka CT um 1,7 sinnum og dregið úr efnisúrgangi um 85%. Einnig verndar hár þéttleiki hreins wolfram (19,3 g/cm ³) gegn röntgengeislum, sem heldur myndgæðum góðum.
3, Vandamál og lausnir í tækni
1. Gæði yfirborðsins og ferlið eftir meðferð
Yfirborðsgrófleiki 3D prentunarmóta úr málmi er venjulega á milli Ra6 og Ra10 μm. Eftir meðhöndlun, þar á meðal rafgreiningarslípun og sandblástur, þarf að færa það niður í Ra0,8 μm eða lægra. Chemical vélrænni fægjaaðferð Peking Institute of Aeronautical Manufacturing (CMP) getur gert yfirborð Ti6Al4V móta sléttara og fært þau niður í Ra0,2 μm, sem er staðall fyrir lækningatæki.
2. Stjórna afgangsálagi
Meðan á prentunarferlinu stendur getur fljót hitun og kæling auðveldlega valdið því að afgangsstreita safnast upp og mygla breytist um lögun. Svarið er:
Hagræðing ferla: Með því að nota eyjaskönnunaraðferð er staka lagið skipt í nokkra aðskilda hluta sem hægt er að prenta á einn í einu. Þetta hjálpar til við að dreifa hitaálaginu jafnt.
Hitameðferð: Til að losna við meira en 80% af afgangsspennu skaltu hita mótið í 650 gráður á Celsíus og láta það kólna.
Vöktun á netinu: Notkun innrauða hitamyndara til að fylgjast með hitastigi í rauntíma og breyta krafti leysisins eftir þörfum.
3. Kostnaður og verðmæti efna
Læknisfræðilega-títan álduft kostar 2000–5000 Yuan á hvert kíló, sem er 5–10 sinnum meira en venjulegt mótstál. Svarið er:
Endurvinnsla dufts: Með skimun og oxunarmeðferð fer hlutfallið við endurheimt óbrædds dufts upp í 95%.
Fínstillingarhönnun svæðisfræði: Lækkaðu kostnað á hverja einingu og minnkaðu efnisnotkun um 30% til 50%.
Stór-framleiðsla: Kostnaður á stykki er kominn nær hefðbundnum aðferðum þökk sé betri skilvirkni búnaðar (til dæmis getur Huashu High tech FS1211M búnaður prentað á 50 cm ³/klst. hraða).