| 河海大學物聯(lián)網(wǎng)工程學院常州市圖形圖像與骨科植入物數(shù)字化技術重點實驗室 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 名稱 | 骨科植入物數(shù)字化分析與3D打印 | 郵箱 | 教育程度 | 課題組 | |||
| 代碼 | 網(wǎng)址 | 點擊訪問 | 區(qū)域 | 江蘇 | |||
| 學科/類別 | 工科 | 院系 | 物聯(lián)網(wǎng)工程學院 | 學校/單位 | 河海大學 | ||
|
常州市圖形圖像與骨科植入物數(shù)字化技術重點實驗室于2015年9月通過由常州市科學技術局組織的專家會議論證，2015年10月由常州市科學技術局和常州市財政局正式立項建設，項目編號：CM20153004。2015年10月正式簽訂項目合同書，由依托單位河海大學常州校區(qū)負責建設，具體掛靠物聯(lián)網(wǎng)工程學院開展日常工作和各項建設任務。 3D打印技術研究室 該研究室是在原有的機械加工實驗室改建而成的3D打印技術研究室，主要進行為骨科植入物進行實物驗證以及相關3D打印技術等方面的研究工作，主要設備有三軸數(shù)控加工中心1臺、3D打印機3臺。為開展3D打印技術開發(fā)，承接和實施重大科研項目提供了良好的科研基礎條件。 骨科植入物數(shù)字化分析與3D打印 目前，F(xiàn)DM(熔融沉積成型)三維打印系統(tǒng)在醫(yī)療領域的應用日益廣泛，為了滿足醫(yī)學領域中人工骨骼制造的多樣性、準確性、快速性等多方面的需求，提出了一套骨骼成型優(yōu)化的方案。針對模型在進行分段等層厚分層算法處理后表面光滑度較低的問題，（1）進行了應用于不同層厚分界處的光順處理算法研究；（2）為了保證骨骼模型局部特征區(qū)域的成型質(zhì)量，進行基于周長與法矢量的自適應層掃描速度算法研究，具體如下。 （1）不同層厚分界處的光順處理算法研究 等層厚切片即整個模型按照同一層厚進行切片，采用等層切片時，對于特征區(qū)域外表面曲率大的模型，容易出現(xiàn)較明顯的臺階效應。目前，主流的分層方法還是自適應分層，對于形狀復雜、功能性要求不同的模型，自適應切片確定的層厚值也未必滿足模型各部位的功能需要。 陳正鳴教授團隊提出一種分段等層厚分層算法。根據(jù)模型的曲面特征判斷出不同部位不同的精度要求，在模型的成型方向上自行將模型進行區(qū)域劃分，輸入高度邊界值，每一區(qū)域根據(jù)各自的精度要求進行等層厚分層，這種方法既保留了模型的曲面特征，同時也降低了成型時間。 （2）基于周長與法矢量的自適應層掃描速度算法研究 為了提高模型的成型效率，有學者提出過基于周長變化率的自適應層掃描速度，其只考慮到每層輪廓周長的變化而沒有考慮到模型的幾何特征，對于輪廓周長大且曲率變化大的區(qū)域，若采用較大的打印速度進行打印時，跟無法保證模型的表面質(zhì)量。 陳正鳴教授團隊提出了基于法矢量與輪廓周長的自適應掃描速度，在保證成型質(zhì)量的前提下也減少了骨骼打印時間。首先根據(jù)切片截面輪廓周長的變化控制層掃描速度，輪廓周長小層掃描速度相對較小。就每一層的打印情況而言，最優(yōu)成型方向為與法向量垂直的切線方向。 選擇了脛骨模型作為實驗對象，結(jié)果表明提出的算法使得骨骼模型的成型質(zhì)量得到了改善，對模型的成型效率也產(chǎn)生了較大提升，從而驗證了算法的有效性。 相關研究成果有：1）童晶，許盺等，基于熔融沉積成型技術的骨骼成型優(yōu)化方法，計算機應用研究，2016.6。 2）劉宏偉;張云坤;徐南偉;顧勇;童晶;王彩梅;翁益平;楊聞強.一種EBM金屬3D打印個性化人體股骨假體袖套的方法 。發(fā)面專利（授權號CN201510232768.6），授權時間2017.3.15。
|
|||||||
京公網(wǎng)安備11010802043351