واحدة من المزايا الرئيسية للتصنيع المضافة هي إمكانية
التخصيص الحقيقي للأجزاء. هذه التكنولوجيا مناسبة تمامًا لإنتاج غرسات مخصصة للمرضى في المجالات الطبية مثل جراحة القحف الوجهي (CFS) ، حيث يلزم الحجم الأمثل والشكل والخصائص الميكانيكية.
- الهدف: إظهار أن النمذجة يمكن أن تساعد في اختيار الاتجاه الصحيح للبنية الداعمة وتكوينها.
- الحل: إنشاء ثلاثة تكوينات دعم جزء مختلف ومقارنتها
- البرامج المستخدمة: تجسيد السحرة
- الطريقة: نمذجة ومقارنة تشوهات تكوينات دعم الجزء الأخير
- قطاع الصناعة: الرعاية الصحية
قضايا الطباعة ثلاثية الأبعاد لزراعة الوجه القحفي
غرس الوجه والفكين الفردي
تأثير الربيعتسبب عملية تصنيع الغرسات في HHF العديد من الصعوبات. إذا لم تتم معالجة عمليات الزرع حرارياً ، فإنها تتعرض عادةً لما يسمى بتأثير "الزنبرك" في بعض التكوينات بسبب الضغوط المتبقية. هذا التأثير يسبب تشوهات كبيرة في الهيكل النهائي ، ونتيجة لذلك قد لا تكون الغرسة مناسبة للمريض. مدى خطورة تأثير الربيع يعتمد على اتجاه الجزء
وتكوين الدعم . ومع ذلك ، فإن اختيار التكوين الصحيح هو عملية معقدة وتستغرق وقتا طويلا.
في هذا المثال ، نقوم بفحص تكوينات الدعم المختلفة لأجزاء الزرع الفردية لجراحة القحف الوجهي وتحديد التكوين الأقل تأثرًا بالينبوع ، وبالتالي ، هو الأنسب
للتصنيع الإضافي . نقوم بذلك عن طريق محاكاة التشوه باستخدام طريقة ضبط ذاتي مضبوطة جيدًا * ومقارنة التشوهات النهائية للمنتجات بعد إزالة الدعم. لتأكيد نتائج المحاكاة ، قمنا بإجراء مقارنة إضافية مع التكوينات ملفقة.
نمذجة منصة كاملة في ثلاث دقائق
التصور من الخطوة 2: Voxelization من ثلاثة اتجاهات جزء مختلفالنمذجة هي أداة قوية لتقليل جلسات الطباعة الفاشلة. يوفر معلومات قيمة حول كيفية وضع (أو عدم وضع) الدعم أو القطاعات الحرجة. دعونا نلقي نظرة على سير العمل النمذجة.
- الحصول على هندسة CAD للجزء ودعم التكوينات.
- Voxelization جزء الهندسة والتحقق من الهياكل الداعمة في الظروف الحدودية.
- نمذجة بناء طبقة تلو الأخرى باستخدام طريقة الضغوط الداخلية.
- الاستيفاء من فوكسل النتائج إلى الهندسة CAD الأصلي.
قررنا التركيز على سرعة النمذجة ، وبالتالي فإن تحلل الأجزاء من الأجزاء يحتوي على حبة كبيرة إلى حد ما. لم يكن هدفنا محاكاة التشويه الدقيق لأي تكوين ، ولكن تحديد أي من التكوينات يخضع لتشويه أقل جودة. في ثلاث دقائق فقط ، قمنا بمحاكاة منصة voxelized بأكملها.
تقييم النتائج
النمذجة تشوه بعد فصل الدعملمحاكاة النتائج وعرضها ، تم استخدام وحدة برامج
Magics Simulation. أدى التحميل الانتقائي لمعظم بيانات النمذجة ذات الصلة في Magics إلى تحسين عملية الاختيار للتوجيه الأمثل. يوضح الشكل التالي ثلاثة تكوينات مختلفة لدعم الأجزاء (الشفافة) وتشوهات الزرع المحاكاة بعد فصل الدعم. كما ترون في الصورة ، فإن تكوين دعم الجزء الأقل تشوهًا في المنتصف. لا تحتوي على مناطق حمراء وصفراء.
لتأكيد نتائج المحاكاة ، قمنا بمقارنة الانحرافات في تصميم الأجزاء المشوهة من هندسة CAD الأصلية في الأجزاء المحاكاة والمطبوعة. كما يمكن أن يرى أدناه ، فإن التصاميم المحاكاة والمطبوعة لها نفس نمط الانحراف. يحتوي التكوين العلوي على أكبر انحراف هندسي عن هندسة CAD الأصلية ، ويحتوي المتوسط على أصغر انحراف.
مقارنة التشوهات المحاكاة والهياكل المطبوعة مع الهندسة الأصليةالعثور على أصغر سلالة
في هذا المثال ، استخدمنا نمذجة العناصر المحدودة للتنبؤ بسرعة بالتشوهات العالمية لثلاثة تكوينات مختلفة لأجزاء دعم زرع الجمجمة والفكين. مكّنت voxelization الخام من نمذجة والحصول على البيانات بسرعة عن الميول النوعية للتشوه. أكدت عينات الاختبار الفعلية المطبوعة على طابعة ثلاثية الأبعاد أنه من بين التكوينات الثلاثة المقترحة في هذه الدراسة ، خضع النموذج المتوسط لأقل تشوه بعد
إزالة الهيكل الداعم .
وبالتالي ، فإن النموذج الثاني يؤكد أيضًا أن القدرة التنبؤية للنمذجة هي أداة قيمة لمهندسي التصنيع المضافين. باستخدام وحدة المحاكاة Magics ، يمكنهم تقييم تصاميمهم قبل مرحلة التصنيع ، والتي تتيح لهم العثور على الاتجاه الأمثل للأجزاء وتكوين الدعم.
يرجى ملاحظة أن Materialize Magics ليس برنامجًا طبيًا. المستخدم مسؤول عن الموافقة على عملية الإنتاج والمنتج لاستخدامه كجهاز طبي. تتم حماية عمليات الزرع التعويضية الملموسة ببراءات الاختراع EP 2398411 ، الولايات المتحدة 8،784،456 ، الولايات المتحدة 9،247،972 ، الولايات المتحدة 9،339،279. براءات الاختراع الأخرى المعلقة.
* طريقة الضغوط الداخلية (ISM) هي إجراء نمذجة يتم تكييفه على أساس محاكاة اللحام للتنبؤ بالضغوط والتشوهات المتبقية في عملية الإنتاج الإضافي. تبسط ISM العملية الميكانيكية الحرارية المعقدة الكثيفة العمالة لتصنيع المواد المضافة إلى التحليل شبه البسيط ، مما يسمح لك بنمذجة المكونات المعقدة بسرعة وبدقة.ترجمة من الإنجليزية. المقال الأصلي هنا .