案例详情

行业/分类:其他手板模型加工

加工方式:3D打印使用材料:树脂

最高精度:0.1mm生产周期:2~7天

产品尺寸:6cm*2cm*2cm

后处理:打磨

3D 打印医疗器械零件手板模型是一种非常有价值的技术应用。以下是关于它的详细内容:

一、3D 打印技术原理在医疗器械手板模型中的应用

光固化成型(SLA)原理及应用

SLA 技术是利用液态光敏树脂在紫外光照射下逐层固化的原理。在打印医疗器械手板模型时,例如一些具有精细结构的心脏支架模型,液态树脂在激光束的精确扫描下,按照预先设计的三维模型数据进行固化。由于其能够实现高精度打印,对于需要精确尺寸和复杂内部结构的医疗器械零件,如微型输液泵的内部叶轮等,SLA 技术可以很好地满足要求。它的打印精度可以达到 0.05 – 0.1mm,能够清晰地呈现医疗器械零件的细节。

熔融沉积成型(FDM)原理及应用

FDM 技术是通过将丝状的热塑性材料加热熔化后,从喷头挤出并逐层沉积来构建模型。对于一些对强度要求较高的医疗器械手板模型,如骨科植入物的初步模型,FDM 技术使用的材料如 PLA(聚乳酸)、ABS(丙烯腈 – 丁二烯 – 苯乙烯共聚物)等可以提供一定的机械强度。这种技术的优点是材料成本相对较低,并且可以选择多种适合医疗器械的材料。其打印精度一般在 0.1 – 0.25mm 左右,虽然比 SLA 稍低,但对于一些大型或对精度要求不是极高的医疗器械零件手板仍然适用。

手板

选择性激光烧结(SLS)原理及应用

SLS 技术是使用激光束选择性地烧结粉末材料来形成模型。在医疗器械领域,对于一些具有多孔结构的组织工程支架手板模型,SLS 技术可以很好地发挥作用。例如,在制造人工骨支架模型时,通过烧结金属粉末或生物陶瓷粉末,可以制造出具有合适孔隙率的支架结构,以模拟真实骨骼的多孔性,便于细胞的附着和组织的生长。SLS 技术的打印精度约为 0.1 – 0.2mm,并且能够处理多种材料,包括尼龙、金属粉末等。

二、医疗器械零件手板模型的材料选择

生物相容性材料

当打印与人体直接接触的医疗器械零件手板模型,如假肢套、口腔正畸模型等,需要使用具有良好生物相容性的材料。例如,医用级硅胶是一种常用的材料,它对人体组织刺激性小,并且具有合适的弹性。还有一些生物可吸收材料,如聚己内酯(PCL),在打印一些短期植入体内辅助治疗的医疗器械模型(如药物缓释载体模型)时很有优势,这些材料可以在体内逐渐降解,避免了二次手术取出的麻烦。

高强度材料

对于承受较大外力的医疗器械零件手板模型,如手术器械手柄模型、体外医疗器械的支撑结构模型等,需要使用高强度材料。金属材料如不锈钢粉末用于 SLS 打印可以制造出高强度的模型,而在 FDM 技术中,使用增强型的复合材料,如碳纤维增强的 ABS 材料,可以显著提高模型的强度和刚度。

手板

透明材料

对于一些需要观察内部结构的医疗器械零件手板模型,如输液器流速调节器模型、光学诊断仪器的透镜模型等,透明材料是必不可少的。在 SLA 打印中,有透明的光敏树脂可供选择,其光学透明度高,可以清晰地展示模型内部的结构和流体通道等细节。

三、3D 打印医疗器械零件手板模型的优势

快速原型制作

传统的医疗器械零件手板制作方法,如机械加工,需要经过复杂的工序,包括设计图纸、切割、打磨等,耗时较长。而 3D 打印可以直接从三维模型数据进行打印,大大缩短了制作周期。例如,一个复杂的血管介入器械手板模型,采用 3D 打印技术可能只需要数小时到数天,而传统方法可能需要数周的时间。

设计灵活性

3D 打印允许设计师根据实际需求快速修改设计。在医疗器械研发过程中,对于不断改进的零件设计,如新型胰岛素注射器的内部结构设计,3D 打印可以很方便地实现模型的更新。可以轻松地调整模型的尺寸、形状和内部结构,而不需要重新制作昂贵的模具。

成本效益

对于小批量制作医疗器械零件手板模型,3D 打印可以降低成本。因为它不需要像传统大规模生产那样制作大量的模具。例如,在研发一种新型的眼科手术器械时,只需要制作少量的手板模型用于测试,3D 打印的成本相对较低,并且可以避免模具制作的前期高成本投入。

手板

四、3D 打印医疗器械零件手板模型的质量控制和验证

尺寸精度验证

需要使用高精度的测量工具,如三坐标测量仪,对打印出来的手板模型进行尺寸测量。与设计模型的尺寸数据进行对比,确保误差在允许的范围内。例如,对于植入式心脏起搏器外壳手板模型,尺寸精度要求极高,误差可能需要控制在 ±0.05mm 以内。

性能测试

根据医疗器械零件的功能要求进行性能测试。对于体外诊断设备的样本输送管道手板模型,需要进行流体力学性能测试,检查管道的流量、压力损失等参数是否符合设计要求。对于植入性医疗器械模型,如人工关节模型,需要进行力学性能测试,包括抗压强度、耐磨性等测试。

材料性能验证

验证材料的物理和化学性能是否符合医疗器械的使用要求。例如,对于采用生物可吸收材料打印的组织工程支架模型,需要验证材料的降解速率、生物活性等性能,确保在体内的使用安全性和有效性。

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