金屬 3D 打印在手術(shù)工具制造中的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用

  從假肢到植入物再到再生醫(yī)學(xué)，各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用突破在很大程度上要?dú)w功于 3D 打印的最新進(jìn)展。這項(xiàng)技術(shù)也稱為增材制造，現(xiàn)在能夠管理日益復(fù)雜的幾何形狀，為藥物輸送設(shè)備和智能手術(shù)工具等應(yīng)用打開(kāi)了大門(mén)。傳統(tǒng)的手術(shù)工具通常由不銹鋼和鈦制成，非常適合金屬 3D 打印技術(shù)。為特定手術(shù)甚至單個(gè)外科醫(yī)生定制手術(shù)工具變得越來(lái)越可行。

例如，腹腔鏡抓握器用于廣泛的手術(shù)——闌尾切除術(shù)、胃旁路手術(shù)、疝修補(bǔ)術(shù)和活檢，僅舉幾例。執(zhí)行這些手術(shù)需要外科醫(yī)生進(jìn)入身體的不同部位并處理不同類型的組織或骨骼。根據(jù)特定手術(shù)甚至單個(gè)外科醫(yī)生定制手柄或鉗口配置形狀的選項(xiàng)有可能改善結(jié)果。由于許多手術(shù)工具是手持式的，因此輕量化有助于避免外科醫(yī)生疲勞或不適。更小、更輕的儀器需要的材料也更少，這也降低了制造商的成本。

優(yōu)化重量、強(qiáng)度和性能的設(shè)計(jì)

輕量化的目標(biāo)是減輕物體的重量，同時(shí)保持或增強(qiáng)其強(qiáng)度和功能。拓?fù)鋬?yōu)化確定材料的最佳分布。例如，這種精度的提高使晶格結(jié)構(gòu)能夠被設(shè)計(jì)成特定儀器的輕量化。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) （CAD） 軟件在整個(gè)迭代過(guò)程中為工程師提供幫助，從概念化到設(shè)計(jì)再到優(yōu)化。例如，使用晶格結(jié)構(gòu)或內(nèi)部通道，可以優(yōu)化輸送設(shè)備以提高性能和效率。

零件整合的好處

傳統(tǒng)制造幾乎沒(méi)有機(jī)會(huì)減少應(yīng)用程序中的零件數(shù)量。相反，使用機(jī)械加工和注塑成型等工藝來(lái)制造單個(gè)組件，然后必須組裝這些組件。3D 打印可以通過(guò)逐層構(gòu)建對(duì)象來(lái)創(chuàng)建幾乎任何形狀。這允許工程師將多個(gè)組件組合成一個(gè)零件。組件較少，工具更輕，更容易組裝，并且通常生產(chǎn)成本更低。

低成本的復(fù)雜幾何形狀。

傳統(tǒng)的制造方法（如機(jī)械加工或金屬成型）在制造高度復(fù)雜的幾何形狀方面存在局限性。使用選擇性激光熔化 （SLM） 等金屬 3D 打印技術(shù)，復(fù)雜的幾何形狀（通常無(wú)法用其他技術(shù)制造）對(duì)成本的影響很小或沒(méi)有影響。3D 打印工藝允許工程師為組件創(chuàng)建輪廓和幾何形狀，從而顯著改善程序結(jié)果。工程師現(xiàn)在能夠設(shè)計(jì)出更好的設(shè)備，從而消除傳統(tǒng)制造工藝的限制。