摘要：为满足手术模板对快速成型、精确定位和个性化的要求,基于逆向工程结合正向建模设计和选区激光熔化快速成型技术提出了一种全数字化设计、制造金属质个性化手术模板的方法。分析了手术模板的医学需求,从成型方式以及扫描策略两方面提出缩减成型时间、减轻成型件重量以及减少热变形的方案。分别研究了致密态成型和非致密态成型两种工艺,其中非致密态成型采用高扫描速度实现,成型过程采用邻层互错、正交及分区扫描策略。利用上述方法,成功设计了一套手术模板,并分别利用致密态以及非致密态两种方式对模板成型。结果表明,模板尺寸精度达±0.5 mm;另外,与致密态成型方式相比,非致密态方式的成型时间减少了43.3%,模板重量减轻了18%。该方法成型的手术模板已成功应用于临床。

摘要：为了简化股骨肿瘤切除手术的操作,提高切除部位的准确性,根据患者计算机断层(CT)扫描和三维重建等临床影像学资料为股骨肿瘤切除手术设计了一种定位模板。利用自主研发的选区激光熔化(SLM)快速成型设备Dimetal-280进行了316 L不锈钢粉末的正交实验工艺研究,获得优化参数,并用该参数加工所设计的手术模板,加工速度快,成型后外形良好,尺寸精度高,在临床手术中获得成功应用,为个性化医学植入体以及辅助器械的高性能、自动化加工开辟了一种新方法。

摘要：为简化股骨远端关节内粉碎性骨折复位手术的操作,提高骨折部位复位的准确性,为手术复位提供一种精确匹配的方法。根据患者CT扫描和三维重建等临床影像学资料为股骨远端粉碎性骨折患者的复位手术设计了一种定位模板,利用自主研发的选区激光熔化快速成型设备DiMetal-280进行了316L不锈钢粉末的基础实验工艺研究,获得优化参数,并用该参数加工设计的手术模板,加工速度快,成型后外形良好,尺寸精度高,在临床手术中获得成功应用,为个体化医学辅助器械的高性能、自动化加工开辟了一种新方法,并为该技术今后在临床的应用推广提供了依据。

摘要：为了探索应用数字化反求设计结合选区激光熔化快速成型技术制作个性化牙冠牙桥的可行性,通过Laser-denta扫描系统测量牙列模型并3维重建其数字化外形,采用计算机辅助设计了牙冠牙桥。利用自主研发的选区激光熔化快速成型设备Dimetal-280进行了316L不锈钢粉末的正交实验工艺研究,获得优化参量,并用该参量加工设计了牙冠牙桥。结果表明,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化牙冠牙桥,且成型速度快、尺寸精度高、表面质量好、误差在±0.15mm以内,未经打磨表面粗糙度达到20μm;与传统加工方式相比,反求工程结合选区激光熔化快速成型的方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化金属牙冠牙桥,为其应用于口腔修复体的计算机辅助设计与制造提供了科学依据。

摘要：为解决传统人工股骨植入体个体匹配性差,结构强度与生物活性难统一等问题,提出了个性化股骨植入体的优化设计及制造方法。采用解剖学建模技术设计出外形匹配,内含三维网状构架的假体模型。利用316L不锈钢粉末结合选区激光熔化快速成型技术在含氧量小于0.15%的气氛下,完成实体制造。研究结果表明,该方法能快速而精确地制造出形状复杂的个性化人工股骨植入体。提出的优化结构的设计方法能使不锈钢植入体的质量减少65.5%,符合设计需求。表面质量较好,尺寸误差在±1mm以内,未经打磨表面粗糙度达到Ra30μm,硬度达到HRC32。