巴斯夫 Forward AM：醫(yī)療行業(yè)增材制造白皮書

3D 打印憑借其設(shè)計(jì)的自由度以及為外部可穿戴設(shè)備、床旁治療（POC）工具、醫(yī)療器械和植入物等眾多醫(yī)療應(yīng)用所帶來(lái)的變革性益處，對(duì)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的吸引力與日俱增。南極熊注意到，近日，巴斯夫Forward AM發(fā)布了《醫(yī)療行業(yè)增材制造白皮書》（文末可下載），探究增材制造在醫(yī)療應(yīng)用中的關(guān)鍵因素。

增材制造的固有特點(diǎn)使其非常適合醫(yī)療領(lǐng)域，因?yàn)樗�能夠�(qū)崿F(xiàn)快速生產(chǎn)和可定制生產(chǎn)，并且適合精密、復(fù)雜的設(shè)計(jì)。在傳統(tǒng)制造方式下，高度個(gè)性化的設(shè)備需要昂貴的特殊工具，而 3D 打印機(jī)只需一數(shù)字文件即可，這樣就使得更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)的定制設(shè)計(jì)成為可能。此靈活性對(duì)于定制適合患者人體結(jié)構(gòu)的醫(yī)療部件，如假體、矯形器和鞋墊等，至關(guān)重要。

此外，增材制造技術(shù)和豐富的材料為醫(yī)療行業(yè)帶來(lái)了將設(shè)計(jì)原型快速轉(zhuǎn)化為商業(yè)產(chǎn)品的可能，可以緩解新冠疫情這類狀況導(dǎo)致的供應(yīng)鏈中斷。

增材制造的另一優(yōu)勢(shì)是易于融入傳統(tǒng)制造工作流程。3D 打印服務(wù)供應(yīng)商 PROTIQ 和Forward AM 合作的 3D 打印矯形鞋，正是增材制造無(wú)縫融入既有生產(chǎn)工藝中的例子。在這一案例中，我們使用 3D 打印和高性能的選擇性激光燒結(jié)材料 TPU 對(duì)鞋楦（一種類似于人腳形狀的三維機(jī)械形式，通常以木材或金屬等材料制成）重新進(jìn)行了構(gòu)想。這種數(shù)字化設(shè)計(jì)的定制鞋楦能夠平順地融入到制鞋工藝中，相比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的鞋楦產(chǎn)品有許多優(yōu)勢(shì)，例如明顯減少生產(chǎn)時(shí)間，貼合準(zhǔn)確度高等。隨著對(duì)環(huán)境可持續(xù)性的需求不斷增加，以及新的醫(yī)療器械等產(chǎn)品審核指令和法規(guī)的推出，醫(yī)療行業(yè)需要找到創(chuàng)新方式予以應(yīng)對(duì)。幸運(yùn)的是，增材制造帶來(lái)了廣泛的可持續(xù)性效益，有助于減少浪費(fèi)、降低能源消耗、減少原材料的使用。例如，3D 打印是一種逐層精確構(gòu)建物品的增材工藝。這意味著，與傳統(tǒng)制造方法相比，醫(yī)療應(yīng)用制造過程中產(chǎn)生的廢料數(shù)量大幅減少。

然而，發(fā)揮增材制造在醫(yī)療方面的全部潛力仍然面臨挑戰(zhàn)。這種創(chuàng)新技術(shù)雖然可以提供極大的自由度，但實(shí)現(xiàn)這種自由度需要專家指導(dǎo)、專業(yè)工具和高性能材料的支持。Forward AM 為醫(yī)療行業(yè)客戶提供一站式解決方案，包括廣泛的產(chǎn)品組合以及深厚的材料專業(yè)知識(shí)、端至端虛擬工程設(shè)計(jì)以及行業(yè)領(lǐng)先的增材制造流程專業(yè)知識(shí)。在本白皮書中，F(xiàn)orward AM 將探究增材制造在醫(yī)療應(yīng)用中的關(guān)鍵因素，如：
▪ 醫(yī)療應(yīng)用的認(rèn)證和規(guī)范
▪ 醫(yī)療行業(yè)的增材制造設(shè)計(jì)流程
▪ 醫(yī)療項(xiàng)目的增材制造材料選擇

△巴斯夫 Forward AM通過生物相容性的材料列表

醫(yī)療應(yīng)用的增材制造設(shè)計(jì)工作流程
增材制造創(chuàng)造一系列醫(yī)療應(yīng)用機(jī)會(huì)。但是，需要認(rèn)識(shí)到并理解各種設(shè)計(jì)和其他因素，以獲得所有預(yù)期效益，優(yōu)化從最初設(shè)計(jì)理念到成品的時(shí)間和資源。這就是為什么必須從明確定義的增材制造設(shè)計(jì)工作流程開始的原因。Forward AM 擁有專門的服務(wù)和解決方案來(lái)定義和支持醫(yī)療應(yīng)用的整個(gè)增材制造設(shè)計(jì)工作流程。該部門專門從事零件設(shè)計(jì)優(yōu)化、零件和工藝性能模擬、最佳匹配 3D 打印工藝咨詢、低負(fù)荷零件行為測(cè)試以及包括涂層在內(nèi)的后處理。

巴斯夫虛擬工程套件 Ultrasim® 是一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)字工作流程，支持智能搜索最佳幾何構(gòu)造，以滿足應(yīng)用程序獨(dú)特的機(jī)械性能要求。這使得創(chuàng)建晶體結(jié)構(gòu)成為可能，這種結(jié)構(gòu)可以在不同區(qū)域提供不同水平的剛度，甚至可以模擬吸收和反彈行為，從而優(yōu)化鞋墊等醫(yī)療應(yīng)用的舒適度和性能。

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