增材制造的主要优点之一是可以真正
定制零件。 该技术非常适合为需要优化尺寸，形状和机械性能的颅面外科（CFS）等医学领域的患者生产定制的植入物。
- 目的：证明建模可以帮助选择正确的方向和支撑结构的配置。
- 解决方案：创建三个不同的零件支架配置并进行比较
- 使用的软件： 实现魔术
- 方法：建模和比较最终零件支撑结构的变形
- 行业：医疗保健
颅面面部植入物的3D打印问题
个体颌面植入物
弹簧效果用于HHF的植入物制造过程引起许多困难。 如果不对植入物进行热处理，则由于残余应力，它们通常会在某些配置中经受所谓的“弹跳”效应。 这种作用导致最终结构的显着变形，其结果是植入物可能不适用于患者。 弹簧效果的严重程度取决于零件的方向和
支撑结构 。 但是，正确配置的选择是一个复杂且耗时的过程。
在此示例中，我们检查了用于颅面外科手术的各个植入物部件的各种支撑结构，并确定哪种结构受弹簧影响最小，因此最适合于增
材制造 。 为此，我们使用经过良好校准的自应力方法模拟应变，并比较去除支撑物后产品的最终应变。 为了确认仿真结果，我们与制造的配置进行了另外的比较。
在三分钟内完成整个平台的建模
步骤2的可视化：三种不同零件方向的体素化建模是一种功能强大的工具，可以最大程度地减少失败的打印会话。 它提供了有关如何放置（或不放置）支撑或关键部分的有价值的信息。 让我们看一下建模工作流程。
- 获取零件的CAD几何形状和支撑配置。
- 在边界条件下零件几何体的体素化和支撑结构的验证。
- 使用固有应力的方法逐层构造建模。
- 将体素插值到原始CAD几何。
我们决定专注于建模速度，因此零件的体素化具有相当大的颗粒。 我们的目标不是模拟任何配置的确切失真，而是确定哪种配置受最小定性失真的影响。 在短短三分钟内，我们模拟了整个体素化平台。
结果评估
分离支撑后的变形建模为了模拟和查看结果，使用了
Magics Simulation软件模块。 有选择地加载Magics中最相关的建模数据已改善了选择过程的最佳方向。 下图显示了零件支撑件（透明）的三种不同配置，以及分离支撑件后模拟的植入物变形。 如您在图像中看到的，支撑变形最小的零件的结构在中间。 它不包含红色和黄色区域。
为了确认模拟结果，我们比较了变形零件设计与模拟零件和印刷零件中原始CAD几何形状的偏差。 如下所示，模拟和印刷的设计具有相同的偏差模式。 上部配置包含与原始CAD几何图形最大的几何偏差，而平均值包含最小的偏差。
模拟变形和印刷结构与原始几何形状的比较寻找最小的应变
在本例中，我们使用有限元建模来快速预测颅颌面植入物零件支架的三种不同配置的整体变形。 粗体素化使得可以快速建模并获得变形定性趋势的数据。 在3D打印机上打印的实际测试样品证实了本研究中提出的三种配置中，
除去支撑结构后，平均一种经受了最小的变形。
因此，第二个模型也证实了建模的预测能力是增材制造工程师的宝贵工具。 使用Magics仿真模块，他们可以在制造阶段之前评估其设计，这使他们能够找到零件和支撑配置的最佳方向。
请注意，Materialize Magics不是医疗软件。 用户负责批准生产过程和用作医疗设备的产品。 实体化正颌植入物受到专利EP 2398411，US 8,784,456，US9,247,972，US 9,339,279的保护。 其他专利正在申请中。
*内应力方法（ISM）是一种建模过程，该过程基于焊接模拟而调整，以预测增材制造过程中的残余应力和变形。 ISM将增材制造的复杂，费力的热机械过程简化为简单的准静态分析，使您可以快速而准确地对复杂的增材成分进行建模。英语翻译。 原始文章在这里 。