Автор(ы): Логвинов Ю.И., Ющенко Г.В., Леонов Д.Н.
Город: Москва
Учреждение: Учебно-аккредитационный центр – Медицинский симуляционный центр Боткинской больницы
Материалы и методы
3D принтер с технологией печати методом послойного наплавления (FDM - Fused Deposition Modelling ), материал для печати – PLA (PolyLactic Acid) пластик различных производителей. Размер камеры принтера – 20 х 20 х 20 см. Опыт эксплуатации – 9 месяцев.
Результаты
Предполагалось, что приоритетной сферой применения нашего FDM принтера будет изготовление сломанных фрагментов и ненагруженных пластиковых деталей симуляторов.
В процессе калибровки и подбора оптимальных режимов печати апробировались материалы различных производителей и варьировались настройки печати (например, процент заполнение детали пластиком и скорость печати, причём эти настройки подбираются в каждом случае индивидуально). После изготовления пробных образцов выяснилось, что качество деталей достаточно высокое, что позволило получать изделия, выдерживающие серьёзные нагрузки (при заполнении детали пластиком более чем на 50%).
Среднее время печати одной детали - 1 день. Время печати сильно зависти от сложности детали, её позиционирования на платформе принтера, степени заполнения детали, скорости печати и других факторов. Время печати может доходить до шести дней (на нашей практике больше 6-ти дней не было, но если деталь очень сложная и объемная, то время печати может быть и больше).
Достаточно часто деталь может не получиться из-за неправильных настроек печати (отсутствие поддержек или их неправильное позиционирование, выбор неоптимальной скорости печати), сбоя в работе принтера и многих-многих других причин.
Инженеры Медицинского симуляционного центра Боткинской больницы разработали и изготовили держатели для новых камер корпоральных симуляторов, уже более 7 месяцев 6 дней в неделю на них тренируются слушатели курсов по лапароскопии.
Преподаватели центра с помощью программ трехмерного моделирования создали анатомические модели сердца. Напечатано 4 модели сердца (каждая модель разделяется на 2 половинки в соответствии со своим разрезом – в парастернальнчх позициях, четырёхкамерной позиции, субкостальной позиции). Модели используются в курсах по УЗ диагностике.
Сейчас в процессе распечатывания находится модель плечевого сплетения человека (из 17 деталей). Готовы к печати модели позвоночника (35 деталей) и таза (7 деталей) человека.
С использованием программ трехмерного моделирования авторский коллектив преподавателей и инженеров Медицинского симуляционного центра Боткинской больницы разработал лапараскопический тренажер нового типа, тренажер распечатан на 3D принтере, прошел апробацию в стенах центра, готовится заявка на патент в Федеральный институт промышленной собственности.
По результатам 9-ти месячной эксплуатации 3D принтера с технологией печати методом послойного наплавления в Медицинском симуляционном центре Боткинской больницы мы можем выделить следующие сферы применения принтера:
• печать сломанных ненагруженных пластиковых элементов симуляторов;
• печать учебных анатомических пособий;
• печать сувенирных элементов;
• разработка и апробация новых типов симуляторов.
Выводы
1. Развитие технологий трехмерной печати и распространение 3D принтеров в качестве рабочих единиц во многих сферах деятельности обязательно приведёт к разработке новых видов 3D-принтеров и материалов для создания изделий – распечатывание высоконагруженных сложных деталей симуляторов (пружины для тренажера СЛР) или различных анатомических пособий (ткани органов пищеварения для прошивания).
2. Инженеры, владеющие методами трехмерного моделирования, смогут разработать и напечатать на 3D-принтере уникальные и «индивидуализированные» изделия (внесение изменений в существующую модель на основе КТ/МРТ пациента) – возможность потренироваться на анатомически правильной модели на симуляторе перед операцией.
3. Место разработки изделия не привязано к месту печати, что позволяет, например, производителю оборудования разработать трехмерную модель сломанной детали симулятора и прислать её в симуляционный центр, а в центре, на имеющемся 3D принтере, её напечатать и заменить.
4. На существующем этапе развития технологий трёхмерной печати невозможно распечатать, например, электрические компоненты или элементы со сложными материалами, но дальнейшее развитие технологий непременно приведет к тому, что можно будет одномоментно распечатать изделия из нескольких различных материалов, например, анатомические пособия или фантомы, приближенные к настоящим по физическим характеристикам.
Георгий Ющенко
Ваш комментарий будет первым!
Войти или зарегистрироваться, чтобы оставить комментарий.