3 डी प्रिंटर में ऑप्टिमल पार्ट ओरिएंटेशन और सपोर्ट कॉन्फ़िगरेशन

Additive विनिर्माण के मुख्य लाभों में से एक भागों के वास्तविक अनुकूलन की संभावना है। यह तकनीक चिकित्सा क्षेत्रों में रोगियों के लिए अनुकूलित प्रत्यारोपण के उत्पादन के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है जैसे कि क्रानियोफेशियल सर्जरी (सीएफएस), जहां इष्टतम आकार, आकार और यांत्रिक गुणों की आवश्यकता होती है।

• उद्देश्य: यह प्रदर्शित करना कि मॉडलिंग सहायक संरचना के सही अभिविन्यास और कॉन्फ़िगरेशन को चुनने में मदद कर सकती है।
• समाधान: तीन अलग-अलग भाग समर्थन कॉन्फ़िगरेशन बनाएं और उनकी तुलना करें
• यूज़्ड सॉफ्टवेयर: मटीरियलिज़ मैजिक्स
• विधि: अंतिम भाग समर्थन विन्यास के मॉडलिंग और तुलना विकृति
• उद्योग क्षेत्र: स्वास्थ्य सेवा

क्रैनियोफेशियल चेहरे के प्रत्यारोपण के 3 डी प्रिंटिंग मुद्दे

व्यक्तिगत मैक्सिलोफैशियल इम्प्लांट



वसंत का प्रभाव

HHF के लिए इम्प्लांट निर्माण प्रक्रिया कई कठिनाइयों का कारण बनती है। यदि प्रत्यारोपण को स्वचालित रूप से संसाधित नहीं किया जाता है, तो वे आमतौर पर अवशिष्ट तनावों के कारण कुछ विन्यासों में तथाकथित "स्प्रिंगिंग" प्रभाव के अधीन होते हैं। यह प्रभाव अंतिम संरचना के महत्वपूर्ण विकृति का कारण बनता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रत्यारोपण रोगी के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है। वसंत का प्रभाव कितना गंभीर होगा यह भाग के उन्मुखीकरण और समर्थन कॉन्फ़िगरेशन पर निर्भर करता है । हालांकि, सही कॉन्फ़िगरेशन का चयन एक जटिल और समय लेने वाली प्रक्रिया है।

इस उदाहरण में, हम क्रैनियोफेशियल सर्जरी के लिए अलग-अलग प्रत्यारोपण भागों के लिए विभिन्न समर्थन विन्यासों की जांच करते हैं और यह निर्धारित करते हैं कि स्प्रिंगिंग से कौन सा कॉन्फ़िगरेशन कम से कम प्रभावित होता है और इसलिए, योज्य निर्माण के लिए सबसे उपयुक्त है। हम एक अच्छी तरह से कैलिब्रेटेड सेल्फ-स्ट्रेस विधि * का उपयोग करके विरूपण का अनुकरण करके करते हैं और समर्थन हटाने के बाद उत्पादों के अंतिम विकृतियों की तुलना करते हैं। सिमुलेशन परिणामों की पुष्टि करने के लिए, हमने मनगढ़ंत विन्यास के साथ एक अतिरिक्त तुलना की।

तीन मिनट में एक पूरा प्लेटफार्म तैयार करना

चरण 2 का विज़ुअलाइज़ेशन: तीन अलग-अलग पार्ट ओरिएंटेशन का स्वरकरण

फेल प्रिंट सत्र को कम करने के लिए मॉडलिंग एक शक्तिशाली उपकरण है। यह महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करता है कि कैसे (या जगह नहीं) समर्थन या महत्वपूर्ण खंडों को रखें। आइए मॉडलिंग वर्कफ़्लो को देखें।

1. भाग के सीएडी ज्यामिति को प्राप्त करना और कॉन्फ़िगरेशन का समर्थन करना।
2. भाग की ज्यामिति का स्वरांकन और सीमा स्थितियों में सहायक संरचनाओं का सत्यापन।
3. आंतरिक तनाव की विधि का उपयोग करके परत-दर-परत निर्माण को मॉडलिंग करना।
4. मूल सीएडी ज्यामिति के लिए voxel परिणामों का प्रक्षेप।

हमने मॉडलिंग की गति पर ध्यान केंद्रित करने का फैसला किया है, इसलिए भागों के स्वरकरण में एक बड़ा अनाज होता है। हमारा लक्ष्य किसी भी कॉन्फ़िगरेशन की सटीक विकृति का अनुकरण नहीं करना था, बल्कि यह निर्धारित करना था कि कौन से कॉन्फ़िगरेशन कम से कम गुणात्मक विरूपण के अधीन हैं। केवल तीन मिनट में, हमने एक संपूर्ण स्वरयुक्त प्लेटफ़ॉर्म का अनुकरण किया।

परिणामों का मूल्यांकन

समर्थन के अलगाव के बाद विरूपण मॉडलिंग

परिणामों को अनुकरण और देखने के लिए, मैजिक सिमुलेशन सॉफ्टवेयर मॉड्यूल का उपयोग किया गया था। मैजिक में सबसे अधिक प्रासंगिक मॉडलिंग डेटा के चयनात्मक लोडिंग ने इष्टतम अभिविन्यास के लिए चयन प्रक्रिया में सुधार किया है। नीचे दिया गया आंकड़ा भाग के तीन अलग-अलग कॉन्फ़िगरेशन (पारदर्शी) का समर्थन करता है और समर्थन के अलग होने के बाद नकली प्रत्यारोपण विकृत करता है। जैसा कि आप छवि में देख सकते हैं, सबसे कम विरूपण वाले भाग का समर्थन करने का कॉन्फ़िगरेशन बीच में है। इसमें लाल और पीले ज़ोन नहीं होते हैं।

सिमुलेशन परिणामों की पुष्टि करने के लिए, हमने नकली और मुद्रित भागों में मूल सीएडी ज्यामिति से विकृत भागों के डिजाइन में विचलन की तुलना की। जैसा कि नीचे देखा जा सकता है, नकली और मुद्रित डिजाइनों में समान विचलन पैटर्न होता है। ऊपरी कॉन्फ़िगरेशन में मूल सीएडी ज्यामिति से सबसे बड़ा ज्यामितीय विचलन होता है, और औसत में सबसे छोटा विचलन होता है।



मूल ज्यामिति के साथ नकली विकृतियों और मुद्रित संरचनाओं की तुलना

सबसे छोटा तना ढूंढना

इस उदाहरण में, हमने क्रेनियल-मैक्सिलोफैशियल इम्प्लांट सपोर्ट पार्ट्स के तीन अलग-अलग विन्यासों के वैश्विक विकृति की भविष्यवाणी करने के लिए परिमित तत्व मॉडलिंग का उपयोग किया। किसी न किसी प्रकार की विषाक्तता ने विकृति की गुणात्मक प्रवृत्तियों पर डेटा को जल्दी से मॉडल करना और प्राप्त करना संभव बना दिया। एक 3 डी प्रिंटर पर मुद्रित वास्तविक परीक्षण के नमूनों ने पुष्टि की कि इस अध्ययन में प्रस्तावित तीन विन्यासों में से, औसत एक ने सहायक संरचना को हटाने के बाद कम से कम विरूपण किया।

इस प्रकार, दूसरा मॉडल यह भी पुष्टि करता है कि मॉडलिंग की भविष्य कहनेवाला क्षमता एडिटिव विनिर्माण इंजीनियरों के लिए एक मूल्यवान उपकरण है। मैजिक सिमुलेशन मॉड्यूल का उपयोग करके, वे विनिर्माण चरण से पहले अपने डिजाइनों का मूल्यांकन कर सकते हैं, जो उन्हें भागों के इष्टतम अभिविन्यास को खोजने और कॉन्फ़िगरेशन का समर्थन करने की अनुमति देता है।

कृपया ध्यान दें कि Materialize Magics मेडिकल सॉफ्टवेयर नहीं है। उपयोगकर्ता उत्पादन प्रक्रिया और उत्पाद को चिकित्सा उपकरण के रूप में उपयोग करने के लिए जिम्मेदार है। मटीरियल ऑर्थोगैथिक प्रत्यारोपण पेटेंट ईपी 2398411, यूएस 8,784,456, यूएस 9,247,972, यूएस 9,339,279 द्वारा संरक्षित हैं। अन्य पेटेंट लंबित हैं।

* आंतरिक तनाव की विधि (ISM) एक मॉडलिंग प्रक्रिया है जो एडिशनल प्रोडक्शन की प्रक्रिया में अवशिष्ट तनाव और विरूपण की भविष्यवाणी करने के लिए वेल्डिंग सिमुलेशन के आधार पर अनुकूलित की जाती है। आईएसएम सरल, अर्धविश्लेषक विश्लेषण के लिए एडिटिव निर्माण की जटिल, श्रम-गहन थर्मोमेकेनिकल प्रक्रिया को सरल बनाता है, जिससे आप जल्दी और सटीक रूप से मॉडल एडिटिव घटकों को मॉडल कर सकते हैं।

अंग्रेजी से अनुवाद। मूल लेख यहाँ है ।