在医疗技术中使用 CREAFORM Go!SCAN 3D 扫描仪进行定制矫形器开发

国际金属加工网 2021年01月27日

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兰茨胡特应用技术大学的增材制造实验室(LaF)由工科博士Norbert Babel 教授领导,主要研究逆向工程过程。这包括扫描对象、使用特殊软工具处理扫描数据并将其传输到 CAD 系统、建模和模拟,以及使用不同的增材制造工艺制造开发原型。这些工作在学生项目、学士和硕士毕业设计中以及在跨院系的研究项目中进行。

由于在医学领域,特别是在假肢领域,患者对定制方案的需求越来越大,生物医学工程课程的学生被分配了开发定制手指夹板矫形器的任务。

首先,学生们使用 Creaform 公司的 Go!SCAN 3D 扫描仪扫描需要作为开发矫形器原型的手掌(图 1)。然后,在 VXelements 软件中处理扫描数据(图 2),也就是清理重叠的图像点并去除几何偏移;简化后的扫描文件以 STL 格式保存,以便用 Rapidform 程序进行进一步处理(图 3)。

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图 1:用 Go!SCAN 扫描

图 2:在 VXelements 中处理

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图 3:导入 Rapidform 软件中

Rapidform 来自世界知名 3D 打印厂商 3D Systems 公司,是一个结合了三维扫描数据处理和参数化体积建模的软件包,可用于从点云和多边形网格创建智能 CAD 模型。它可以创建“水密”STL 模型,允许将三角 STL 网络转换为 NURBS 曲面结构(图 4),最终从这些曲面结构中生成软件的体积模块。

这些体积数据可通过标准化的 IGES 接口从 CAD 系统(这里使用的是 4.0 版本的 CREO)导入或者导入到 CAD 系统中。在 CAD 中,可为手指的调整区域创建扫描数据和矫形器的几何形状,从而实现布尔运算的目的。最后,使用增材制造工艺制作、安装和测试 CAD 数据(图 5)。

图 4:NURS 曲面的结构

图 5:利用增材制造技术生产的定制矫形器

我们对 Go!SCAN 3D 感到非常满意。VXelements 软件中的扫描数据处理功能给我们留下了非常深刻的印象。它是扫描仪和被扫描物体之间的关键接口,这一点在这里得到了很好的体现,因为整个扫描过程在很大程度上取决于扫描仪软件的功能、易用性和性能。

执行扫描的速度非常快,并且被扫描物体的“实时显示”功能使我们可以在屏幕上立即看到并调整扫描,这确保了生成高质量的结果。

轻便的设计、直观的操作以及大量的教程和培训视频,确保了扫描仪和软件的操作简单易学,适合集成到学生项目中。

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关于 CREAFORM

Creaform 开发、制造并销售 3D 便携式及自动化测量技术产品,专门从事工程服务。公司提供创新应用解决方案,如 3D 扫描、逆向工程、质量控制、无损检测、产品开发和数值模拟 (FEA/CFD)。公司的产品和服务面向各大行业,例如汽车航空航天、消费品、重工业、医疗保健、制造业、石油与天然气、发电业以及研究与教育。

Creaform 的总部和制造运营地位于加拿大魁北克省莱维斯 (Lévis),在莱维斯和法国的格勒诺布尔 (Grenoble) 都设有创新中心,在加拿大、美国、墨西哥、巴西、法国、德国、意大利、西班牙、中国、日本、韩国、泰国和新加坡都拥有直销业务。Creaform 是 AMETEK 公司旗下部门 AMETEK Ultra Precision Technologies 的一员,AMETEK 系全球领先的电子仪器和机电设备制造商,年销售额达 50 亿美元。

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( CREAFORM形创)

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