3D打印技術(shù)(shù)的價(jià)值在于為用戶(hù)創(chuàng )(chuàng)造附加價(jià)值?，F(xiàn)今，在工業(yè)(yè)制造、醫(yī)療、時(shí)尚創(chuàng )(chuàng)意等各領(lǐng)(lǐng)域幾乎都能看到3D打印技術(shù)(shù)應用的身影。其中很多先行者對于這一技術(shù)(shù)的應用已不再是偶爾的嘗試或者是“小打小鬧”，3D打印技術(shù)(shù)已成為他們的生產(chǎn)(chǎn)制造或日常工作中一個(gè)不可或缺的技術(shù)(shù)。

一、3D打印定制化肩關(guān)(guān)節(jié)植入物讓槍傷患者重獲活動(dòng)能力

生活中發(fā)(fā)生的意外事故有時(shí)導致人體骨骼出現(xiàn)嚴重的損傷。有的損傷需要通過(guò)骨科植入物進(jìn)行修復治療，從而使傷者逐漸恢復健康。然而，由于每種意外傷害所帶來(lái)?yè)p傷以及嚴重程度各不相同，外科醫(yī)生往往無(wú)法使用批量化生產(chǎn)(chǎn)的標準型號的植入物對傷者進(jìn)行治療。在這種情況下，通過(guò)三維數(shù)字化設計與3D打印技術(shù)(shù)設計與制造的定制化植入物可以為醫(yī)生與患者帶來(lái)更為靈活的治療解決方案。

法國第戎大學(xué)中心醫(yī)院（Centre Hospitalier Universitaire in Dijon）曾利用3D打印定制化植入物救治過(guò)一位嚴重的槍傷患者?；頰逳athalie Dufaut Danjon女士曾被獵槍打中她的肩關(guān)(guān)節(jié)，子彈穿過(guò)肩胛骨射出。她的肩部骨組織結(jié)構(gòu)被損壞，幸運的是神經(jīng)(jīng)并未受損。起初就醫(yī)時(shí)，Danjon女士被告知無(wú)法通過(guò)現(xiàn)有的醫(yī)療技術(shù)(shù)對肩關(guān)(guān)節(jié)進(jìn)行修復。幾經(jīng)(jīng)波折，Danjon女士聯(lián)(lián)系到了在3D打印植入物治療復雜病例領(lǐng)(lǐng)域有著(zhù)豐富經(jīng)(jīng)驗的法國第戎中心醫(yī)院大學(xué)頜面外科的醫(yī)生。頜面外科醫(yī)生在了解到她的情況后，與醫(yī)院中負責肩關(guān)(guān)節(jié)疾病治療的Viard醫(yī)生進(jìn)行了溝通，最后Viard醫(yī)生通過(guò)3D打印技術(shù)(shù)為患者確定了治療方案。

通過(guò)對患者進(jìn)行檢查，醫(yī)生發(fā)(fā)現(xiàn)病人的肱骨沒(méi)有近端關(guān)(guān)節(jié)面，并且發(fā)(fā)生了嚴重變形。這是一個(gè)非常嚴重的聯(lián)(lián)合損傷病例?；頰叩?D醫(yī)學(xué)圖像還顯示出粘附在患者三角肌內(nèi)側(cè)的松散骨碎片，這些碎片粘在纖維膜中。負責治療的Viard醫(yī)生稱(chēng)，患者關(guān)(guān)節(jié)盂部位的嚴重損傷為治療帶來(lái)巨大的難度。這一特殊損傷使得標準植入物沒(méi)有很好的重建空間，無(wú)法在肩胛骨上進(jìn)行骨固定。

當確定使用定制化3D打印植入物對患者進(jìn)行治療之后，Viard醫(yī)生在Materialise公司工程師團隊的幫助下開(kāi)展了術(shù)(shù)前規(guī)劃?；颊呒珀P(guān)(guān)節(jié)的數(shù)字化重建以及3D打印植入物的設計工作。

最終為患者植入了定制化的3D打印肩關(guān)(guān)節(jié)植入物。如今患者接受手術(shù)(shù)一年多了，她重新得到了肩關(guān)(guān)節(jié)活動(dòng)能力。盡管現(xiàn)在還不能確定肩關(guān)(guān)節(jié)植入物體內(nèi)骨生長(cháng)的狀況，但是患者對新的生活充滿(mǎn)了希望。

二、再設計與3D打印為鋁制夾具優(yōu)(yōu)化注入力量

在制造中使用3D打印技術(shù)(shù)，意味著(zhù)企業(yè)(yè)進(jìn)行產(chǎn)(chǎn)品設計的時(shí)候可以采用顛覆性的設計方式，對產(chǎn)(chǎn)品的性能進(jìn)行更好優(yōu)(yōu)化。Materialise公司的設計與工程團隊曾利用3D打印技術(shù)(shù)在制造復雜結(jié)構(gòu)方面的優(yōu)(yōu)勢，為客戶(hù)進(jìn)行鋁制夾具的再設計。

鋁制吸力夾具的設計變革

當這個(gè)工程交給Materialise工程團隊時(shí)，客戶(hù)已經(jīng)(jīng)對夾具進(jìn)行了一定的設計優(yōu)(yōu)化，如為零件添加了內(nèi)部的空氣通道，但是管道和連接臂還需要手動(dòng)組裝。

已添加內(nèi)部空氣通道的夾具

對3D打印技術(shù)(shù)來(lái)說(shuō)，通常影響其零件制造成本的因素是零件的大小和打印時(shí)所使用的材料的量，零件設計的復雜性對制造成本的影響極小。Materialise工程師利用3D打印技術(shù)(shù)的這一特點(diǎn)，設計了更為精簡(jiǎn)的夾具，同時(shí)將夾具中鏈接處的管道整合替代了原始設計。這就大大減少了材料和人工裝配的需求，同時(shí)也消除了連接處泄漏的風(fēng)險。

3D打印鋁制夾具的最終設計成品

在3D打印零件的設計與制造中，還有一個(gè)影響制造效率和成本的因素是不可忽略的。這個(gè)因素就是為保證打印效果而添加的打印支撐結(jié)構(gòu)。Materialise的工程團隊深知，如果支撐結(jié)構(gòu)添加的不合理，將會(huì )增加打印耗材成本和打印時(shí)間。

Materialise工程師從產(chǎn)(chǎn)品設計和零件擺放方位優(yōu)(yōu)化這兩種方式入手，減少了支撐結(jié)構(gòu)的使用。在設計時(shí)，工程師使用了一個(gè)漏斗狀的設計方案，并在進(jìn)行打印準備時(shí)優(yōu)(yōu)化了零件的擺放方位。這樣一個(gè)鋁制吸力夾具不僅增加了零件使用壽命，還將重量減少至60克(原始重量為237克)，只需三分之一的成本，并且在制造中減少了對人工的需求。

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來(lái)源：中國3D打印網(wǎng)(wǎng)