全景工廠(chǎng)
行業(yè)案例
CASE
行業(yè)/分類(lèi)：其他手板模型加工
加工方式: 3D打印 使用材料: 樹(shù)脂
最小精度: 0.1mm 生產(chǎn)周期: 2~7天
產(chǎn)品尺寸: 6cm*2cm*2cm
后處理: 打磨
案例介紹
3D 打印醫療器械零件手板模型是一種非常有價(jià)值的技術(shù)應用。以下是關(guān)于它的詳細內容：
一、3D 打印技術(shù)原理在醫療器械手板模型中的應用
光固化成型（SLA）原理及應用
SLA 技術(shù)是利用液態(tài)光敏樹(shù)脂在紫外光照射下逐層固化的原理。在打印醫療器械手板模型時(shí)，例如一些具有精細結構的心臟支架模型，液態(tài)樹(shù)脂在激光束的精確掃描下，按照預先設計的三維模型數據進(jìn)行固化。由于其能夠實(shí)現高精度打印，對于需要精確尺寸和復雜內部結構的醫療器械零件，如微型輸液泵的內部葉輪等，SLA 技術(shù)可以很好地滿(mǎn)足要求。它的打印精度可以達到 0.05 – 0.1mm，能夠清晰地呈現醫療器械零件的細節。
熔融沉積成型（FDM）原理及應用
FDM 技術(shù)是通過(guò)將絲狀的熱塑性材料加熱熔化后，從噴頭擠出并逐層沉積來(lái)構建模型。對于一些對強度要求較高的醫療器械手板模型，如骨科植入物的初步模型，FDM 技術(shù)使用的材料如 PLA（聚乳酸）、ABS（丙烯腈 – 丁二烯 – 苯乙烯共聚物）等可以提供一定的機械強度。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是材料成本相對較低，并且可以選擇多種適合醫療器械的材料。其打印精度一般在 0.1 – 0.25mm 左右，雖然比 SLA 稍低，但對于一些大型或對精度要求不是極高的醫療器械零件手板仍然適用。
選擇性激光燒結（SLS）原理及應用
SLS 技術(shù)是使用激光束選擇性地燒結粉末材料來(lái)形成模型。在醫療器械領(lǐng)域，對于一些具有多孔結構的組織工程支架手板模型，SLS 技術(shù)可以很好地發(fā)揮作用。例如，在制造人工骨支架模型時(shí)，通過(guò)燒結金屬粉末或生物陶瓷粉末，可以制造出具有合適孔隙率的支架結構，以模擬真實(shí)骨骼的多孔性，便于細胞的附著(zhù)和組織的生長(cháng)。SLS 技術(shù)的打印精度約為 0.1 – 0.2mm，并且能夠處理多種材料，包括尼龍、金屬粉末等。
二、醫療器械零件手板模型的材料選擇
生物相容性材料
當打印與人體直接接觸的醫療器械零件手板模型，如假肢套、口腔正畸模型等，需要使用具有良好生物相容性的材料。例如，醫用級硅膠是一種常用的材料，它對人體組織刺激性小，并且具有合適的彈性。還有一些生物可吸收材料，如聚己內酯（PCL），在打印一些短期植入體內輔助治療的醫療器械模型（如藥物緩釋載體模型）時(shí)很有優(yōu)勢，這些材料可以在體內逐漸降解，避免了二次手術(shù)取出的麻煩。
高強度材料
對于承受較大外力的醫療器械零件手板模型，如手術(shù)器械手柄模型、體外醫療器械的支撐結構模型等，需要使用高強度材料。金屬材料如不銹鋼粉末用于 SLS 打印可以制造出高強度的模型，而在 FDM 技術(shù)中，使用增強型的復合材料，如碳纖維增強的 ABS 材料，可以顯著(zhù)提高模型的強度和剛度。
透明材料
對于一些需要觀(guān)察內部結構的醫療器械零件手板模型，如輸液器流速調節器模型、光學(xué)診斷儀器的透鏡模型等，透明材料是必不可少的。在 SLA 打印中，有透明的光敏樹(shù)脂可供選擇，其光學(xué)透明度高，可以清晰地展示模型內部的結構和流體通道等細節。
三、3D 打印醫療器械零件手板模型的優(yōu)勢
快速原型制作
傳統的醫療器械零件手板制作方法，如機械加工，需要經(jīng)過(guò)復雜的工序，包括設計圖紙、切割、打磨等，耗時(shí)較長(cháng)。而 3D 打印可以直接從三維模型數據進(jìn)行打印，大大縮短了制作周期。例如，一個(gè)復雜的血管介入器械手板模型，采用 3D 打印技術(shù)可能只需要數小時(shí)到數天，而傳統方法可能需要數周的時(shí)間。
設計靈活性
3D 打印允許設計師根據實(shí)際需求快速修改設計。在醫療器械研發(fā)過(guò)程中，對于不斷改進(jìn)的零件設計，如新型胰島素注射器的內部結構設計，3D 打印可以很方便地實(shí)現模型的更新?？梢暂p松地調整模型的尺寸、形狀和內部結構，而不需要重新制作昂貴的模具。
成本效益
對于小批量制作醫療器械零件手板模型，3D 打印可以降低成本。因為它不需要像傳統大規模生產(chǎn)那樣制作大量的模具。例如，在研發(fā)一種新型的眼科手術(shù)器械時(shí)，只需要制作少量的手板模型用于測試，3D 打印的成本相對較低，并且可以避免模具制作的前期高成本投入。
四、3D 打印醫療器械零件手板模型的質(zhì)量控制和驗證
尺寸精度驗證
需要使用高精度的測量工具，如三坐標測量?jì)x，對打印出來(lái)的手板模型進(jìn)行尺寸測量。與設計模型的尺寸數據進(jìn)行對比，確保誤差在允許的范圍內。例如，對于植入式心臟起搏器外殼手板模型，尺寸精度要求極高，誤差可能需要控制在 ±0.05mm 以?xún)取?/p>
性能測試
根據醫療器械零件的功能要求進(jìn)行性能測試。對于體外診斷設備的樣本輸送管道手板模型，需要進(jìn)行流體力學(xué)性能測試，檢查管道的流量、壓力損失等參數是否符合設計要求。對于植入性醫療器械模型，如人工關(guān)節模型，需要進(jìn)行力學(xué)性能測試，包括抗壓強度、耐磨性等測試。
材料性能驗證
驗證材料的物理和化學(xué)性能是否符合醫療器械的使用要求。例如，對于采用生物可吸收材料打印的組織工程支架模型，需要驗證材料的降解速率、生物活性等性能，確保在體內的使用安全性和有效性。
