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醫(yī)療美容

SLS激光燒結(jié)技術(shù)用于高端放療系統(tǒng)的定制化零件快速制造

激光制造網(wǎng) 來(lái)源:南極熊3D打印2023-03-03 我要評(píng)論(0 )   

放療系統(tǒng)的最主要組成部分是醫(yī)用電子直線加速器,它是利用微波電場(chǎng)對(duì)電子進(jìn)行加速,產(chǎn)生高能射線,用于人類醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的遠(yuǎn)距離外照射放射治療活動(dòng)的大型醫(yī)療設(shè)備,廣泛...

放療系統(tǒng)的最主要組成部分是醫(yī)用電子直線加速器,它是利用微波電場(chǎng)對(duì)電子進(jìn)行加速,產(chǎn)生高能射線,用于人類醫(yī)學(xué)實(shí)踐中的遠(yuǎn)距離外照射放射治療活動(dòng)的大型醫(yī)療設(shè)備,廣泛應(yīng)用于各種腫瘤的治療,特別是深部腫瘤的治療。醫(yī)用電子直線加速器可以產(chǎn)生X輻射和(或)電子輻射束。高能X射線具有高穿透性、較低的皮膚劑量、較高的射線均勻度等特點(diǎn),適用于治療深部腫瘤。電子束具有一定的射程特性,穿透能力較低,用來(lái)治療淺表腫瘤。醫(yī)用治療床是患者放療的載體,放療過(guò)程中要考慮床板對(duì)放射劑量的吸收影響,所以目前高端治療床板不再使用鋁合金材料,從而提高床板對(duì)X射線的透過(guò)率,降低衰減。

應(yīng)用情況

近期,某醫(yī)院在安裝Elekta醫(yī)科達(dá)放療系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn),其碳纖維醫(yī)治床iBeam evo拓展板一對(duì)連接件中的一只在運(yùn)輸途中遺失了。該原裝連接件經(jīng)過(guò)碳纖維CNC銑削工藝加工制成,用同樣的材料外協(xié)定制加工這個(gè)零件的成本預(yù)計(jì)超過(guò)2000元,而且疫情原因?qū)е录庸ぶ芷谳^長(zhǎng),沒(méi)有這個(gè)連接件又無(wú)法實(shí)現(xiàn)床板承托頭部的功能,設(shè)備調(diào)試和投入使用的進(jìn)度預(yù)計(jì)可能會(huì)因此延誤超過(guò)2個(gè)月。另一方面,雖然鋁合金CNC加工的周期短、成本低,但會(huì)影響到治療床對(duì)X射線的透過(guò)率,進(jìn)而影響整套設(shè)備的使用。

△該醫(yī)院安裝中的放療系統(tǒng)和碳纖維治療床

△未丟失的對(duì)側(cè)原裝連接件

經(jīng)過(guò)溝通,醫(yī)院最終決定與TPM3D盈普合作,采用三維掃描、逆向設(shè)計(jì),和SLS激光燒結(jié)技術(shù),利用尼龍材料快速定制這個(gè)連接件,在加快制作周期、降低制作成本的同時(shí),不影響治療床對(duì)X射線的穿透率,保障設(shè)備投入運(yùn)行進(jìn)度。

首先因?yàn)闆](méi)有模型數(shù)據(jù),所以要利用對(duì)側(cè)的另外一只連接件,通過(guò)三維掃描和逆向設(shè)計(jì)獲得三維模型。因?yàn)檫@個(gè)件的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,所以掃描和逆向速度較快,在2個(gè)小時(shí)內(nèi)就完成了數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

△經(jīng)三維掃描和逆向設(shè)計(jì)后的數(shù)據(jù)

得到了連接件的三維數(shù)據(jù)后,我們立刻安排了打印任務(wù)。經(jīng)過(guò)對(duì)該連接件的使用要求評(píng)估,我們最終選擇了Precimid1172Pro BLK尼龍12材料打印,這是一款綜合性能優(yōu)秀的黑色尼龍高分子材料,具備良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐磨耐用性,可以滿足此應(yīng)用場(chǎng)景下的使用要求,且材料復(fù)用率高經(jīng)濟(jì)性好。打印的機(jī)型為盈普P360,打印速度快穩(wěn)定性高,成型尺寸與生產(chǎn)效率兼顧。配合一站式零件粉體全性能處理工作站(PPS)可實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)供粉,滿足連續(xù)生產(chǎn)和對(duì)環(huán)境友好的要求。

△TPM3D盈普P360清潔生產(chǎn)解決方案

打印冷卻清粉后,我們?cè)賹?duì)這個(gè)連接件進(jìn)行了化學(xué)蒸汽平滑技術(shù)后處理,使零件表面更光滑,并提升其強(qiáng)度和耐久性?;瘜W(xué)蒸汽平滑技術(shù)利用專用化學(xué)溶劑,經(jīng)氣化后對(duì)艙內(nèi)的零部件進(jìn)行熏蒸,將零件表面“撫平”,使表面光滑致密防水抗污。另外得益于零件表面粗糙度的降低,以及開(kāi)裂點(diǎn)的消失,其韌性顯著提高更加耐用。

△TPM 3D盈普在國(guó)內(nèi)率先引入AMT化學(xué)蒸汽拋光技術(shù)

經(jīng)過(guò)數(shù)小時(shí)的打印與化學(xué)蒸汽平滑處理,我們最終在1天之內(nèi)將滿足要求的數(shù)個(gè)連接件交付給醫(yī)院進(jìn)行安裝使用和備件使用。

△安裝中的SLS尼龍打印連接件

△安裝中的SLS尼龍打印連接件

△安裝完成的SLS打印連接件和拓展板

△安裝完成的SLS打印連接件和拓展板

△系統(tǒng)安裝調(diào)試完成準(zhǔn)備使用

考慮到該零件體積小且在實(shí)際加工過(guò)程中采用的是“拼鍋”的方式與其他訂單一起進(jìn)行打印和熏拋處理,所以實(shí)際加工成本不到400元,另外從開(kāi)始掃描到零件交付僅耗時(shí)1天,為醫(yī)院節(jié)省了金錢成本和時(shí)間成本,使安裝調(diào)試工作得以盡快開(kāi)展,保障了放療設(shè)備計(jì)劃投入使用的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。再次驗(yàn)證了SLS激光燒結(jié)技術(shù)非常適合小批量定制化最終零件的生產(chǎn)制造,并且具備快速響應(yīng)、柔化制造的能力。


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