A hét projektje: agyszeletelő-sablon 3D nyomtatása

3D nyomtatott szeletelősablon

Mind az orvoslás, mind pedig az állatorvoslás területén egyre gyakrabban kerül bevetésre a 3D nyomtatás, mint technológia. Az elmúlt héten a Bécsi Állatorvostudományi Egyetem egyik munkatársától kaptunk megkeresést, egy szeletelő sablon elkészítésére. Ekkor még nem sejtettük, hogy ügyfelünk fél órával később egy jéggel teli hűtőtáskával jelenik meg műhelyünkben, egy házisertés agyának digitalizációja céljából. A CT és MR képalkotó eljárások során kapott DICOM formátumú fájlok 3D nyomtatása nem újdonság számunkra, valódi szövetekből álló belső szervet viszont most szkenneltünk első alkalommal.

A projekt háttere egy házisertések agyát kutató tanulmány, a módszertan szerint különböző egyedek agyainak azonos szeletei kerülnek összehasonlításra. Mivel rendkívül puha szövetegyüttesről van szó, a szerv precíz szeletelése csak sablonok segítségével valósítható meg. A kutatók által használatos, hagyományos alumínium sablonok árai 1000 és 2000 dollár között mozognak, a gyártási idejük többnyire meghaladja a 4-6 hetet. Ezzel szemben a 3D nyomtatott verzió az eredeti költségek töredékén, a 3D scanneléstől számítva akár 24 órán belül bevethető.

1. lépés: 3D Szkennelés

Első lépésként a 0 °C körüli hőmérsékletre hűtött agyat egy forgóasztalra helyeztük. Mivel a sejtekre érkező fény relatív nagy része nem verődik vissza a felületről, egy hasonló szerv 3D szkennelése SLS (Structured Light Scanning) kifejezetten nagy kihívásnak számít. A tökéletes eredmény érdekében szkennerünkön aktiváltuk a HDR módot, a zajcsökkentést pedig a tárgy  fekete üveglapra helyezésével segítettük. A scannelés során 2 darab 360°-os felvétel készült, a folyamat nem tartott tovább 20 percnél, melyet 10-15 perce utómunka, zajeltávolítás követett.

3D Scanner: Range Vision 3D-Scanner
3D felbontás: 0,12 mm
3D méretpontosság: 0,03 mm
3D scannelés teljes időtartama: 30-35 perc
Szoftver: Range Vision Scan Center
Utómunka: Range Vision Scan Merge
Forgóasztal: TS12

2. lépés: 3D modellezés

Az elkészült felületmodellt ezután Autodesk Fusion 360 szoftverünkbe importáltuk, ahol megszerkesztettük a a sablont. A folyamat 2 órát vett igénybe. Az egyes szegmensek vastagságát 5 mm-re állítottuk be, az 500 mikronos késnek 600 mikronnyi helyet hagytunk közöttük.

3. lépés: 3D nyomtatás

A 3D nyomtatást Formlabs Form 3-as készülékünkön készítettük el Grey resinből. A nyomtatás 10 órán át tartott 0,1 mm-es felbontással. A szoftver 394 ml anyaghasználattal kalkulált, ami 17.320 Ft-os anyagköltséget jelent a relatíve nagy térfogatú, kitöltött részek miatt.

3D nyomtató: Formlabs Form 3
Technológia: LFS
Nyomtatóanyag: Grey Resin
Rétegfelbontás: 0,1 mm
Szoftver: PreForm
Nyomtatás időtartama: 10 óra
Nyomtatás anyagköltsége: nettó 17.320 Ft (394 ml resin)

4. lépés: utókezelés:

A sablon élettartama és mechanikai stabilitása érdekében egy UV + hőkamrás kezelést is beiktattunk a folyamatba. A kinyomtatott modell utókezelését Form Cure készülékben végeztük 80 °C-on, 15 percen keresztül, 405 nm hullámhosszúságú UV fénynél.

Végül az elkészült modell, alkalmazás közben:

Tetszett a bejegyzés, megosztom!

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.