FDM 技术

FDM 又称熔融沉积成型,是迄今为止使用广泛的 3D 打印工艺之一

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用于医疗保健3D打印的参数化设计软件

用于医疗保健3D打印的参数化设计软件

2020-07-14 14:36

自科罗拉多州隔离后的8天内,我的研究实验室Inworks组成了一群志愿者组织者和组织者,为医院生产PPE。在这8天中,我们从12人组成的小组发展到了1000多名志愿者,并向全州的医院提供了成千上万的3D打印PPE。我们的过程与我在第一篇文章中描述的过程相似,并且由具有各种技能的设计师领导。这是一个充满希望的信号,表明3D打印和设计正在填补缺口,以帮助在这场灾难中挽救生命。

这是我的工作中与前线医院工作人员快速反复进行设计的几张照片:

 

随着我们的创业公司初具规模,我们已经开始对我们的软件进行故事板开发。对于本篇博文,我计划与您分享一些有关此过程的见解以及在这些概念阶段我们一直在思考的内容。 

我的哈佛大学计算设计讲师Panogotis Michalatos说:“软件是将知识打包成可用形式并进行分发的最佳方法。” 我们试图打包的知识是数字媒体,结构工程,材料科学,机器人技术和医学的复杂混合,并包含大量的拓扑设计。我们的概念是系统地考虑从创建模型的过程中涉及的每个人中提取最多数据的设计过程和工作流程,并尝试在软件包中进行编码和编码。这与当前的医疗软件形成了鲜明的对比,在现有的医疗软件中,事后才想到创建3D组件,这是对现有平台的补充。这是解决非常广泛和多样的问题的非常通用的方法。 

例如,大多数(如果不是全部)当前可用的3D CAD应用程序根本无法管理材料属性的空间变化。这是因为大多数设计应用程序都是基于曲面建模范例构建的,其中“实体”对象定义为被一组离散边界包围的对象。这称为边界表示或BREP。音量在哪里?那就是体素出现的地方-它们很有趣,因为它们提供了新的范例,可以将对象定义为3D体积中材料属性(随着它们的变化)的密集表示。这意味着我们现在可以更好地控制我们的设计/模型的外观,感觉和功能。

 

 

如您所见,我们相信创造力的最高形式来自开发出释放新概念的新技术。我们希望我们的软件可以改善3个方面:1)设计者/外科医生界面-目前,我们使用非常不同的语言;当医生说“心肌”时,我们的设计师需要听到“复杂的拓扑表面”,而我们的材料科学家需要听到“岸线30 –线性弹性”。有了通用界面,就可以充分利用我们的设计潜力2)设计生成和仿真工具–利用体素技术以高分辨率表示体积和功能特性。3)参数设计工具–通过利用计算和参数设计的世界,我们可以通过构建针对患者的元素和植入物来探索更深层次的解剖结构。在架构方面,我们称此为特定于站点的构造,并且在架构和设计空间中有许多工具可以应对这些机会。

为了达到这一目标,我们最近的过程是与所有参与其中的人讨论他们各自近视学科的巨大贡献。同时,我们正在对我们的医生进行调查,以了解他们认为软件规范和将要创建的物理化功能的“圣杯”。通过这样做,我们能够进行既满足内在需求又激发关于可能性的对话。在过去的几周中,我很高兴与奥斯卡奖得主动画师交谈,动画师历来是数字3D工具制作的强大力量,哈佛大学的高级科学家以及来自不同学科的庞大的外科医生和放射线医师团队。

我们希望问的最后一个问题是:使用该软件可以教给用户什么?为了说明我们为什么提出问题,请执行以下操作:抓一张纸并尝试对大脑进行建模,然后抓住粘土并尝试对大脑进行建模……建模过程改变了您对问题的直观理解。即使解决方案是相同的,大脑也可以使用该工具改变您实现方法和方法的范围。通过理解这个概念,我们发现探索我们的新软件可以通过制作行为简单地教给用户什么至关重要。

 

在这个过程中,我们处于一个有趣的阶段,充满梦想和雄心勃勃。我们认为,为崇高目标奠定基础对我们的成长是必不可少的,这些目标可以带来有意义的影响。毫无疑问,下一个阶段是困难的,因为在我们通过FDA 510k批准程序的过程中,执行这些想法可能会梦dream以求。

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