醫療器械維修領域三維打印技術探討

劉洪遠

摘? 要：隨著醫療器械水平的不斷進步，在其出現故障后進行維修的難度也增加。主要是部分醫療器械產自國外或零部件是進口，如果出現故障短時間內難以快速修復，同時維修成本也較高。為了保證維修效果，降低維修成本，需要采取更加先進的維修技術。本篇文章就提出三維打印技術的應用。文章簡單概述了三維打印技術的內容及優勢，分析常見的三維打印技術形式，最后提出將之應用于醫療器械維修領域的途徑。

關鍵詞：醫療器械維修;三維打印技術

1引言

隨著醫學水平的進步，醫療器械水平也不斷進步，技術上出現很大突破，對于疾病治療、健康監測等發揮出巨大作用。在醫療器械使用過程中，不可避免的會出現故障，需要專業人員進行維修。而因為大部分醫療器械都比較精密，維修時可能需要更換精密的零部件，但其中的部分零部件可能是進口的產品，不僅成本高，短時間內可能沒有貨源，這就增加了醫療器械維修的難度。對此，提出三維打印技術的應用，可以精準實現零部件的建模和快速打印，可有效提高醫療器械的維修水平。

2三維打印技術概述及優勢

三維打印技術是建立在普通打印機的基礎上，將其與計算機連接到一起，將原料裝好之后，利用計算機控制激光注射器，將原料進行累積，從而將預先的圖紙變成實物。該技術很早就出現，但最初是用來生產一次性機械產品或者模型。隨著技術的進步，該技術可用于打印更大、更復雜的實物，但缺陷是設備成本較高。該技術可以推動實現現代制造業的轉型升級，同時因為技術水平和應用的材料在不斷進步，所以技術適用的范圍也不斷拓展。該技術的優勢主要表現在可以快速制造結構復雜精巧的產品，不會增加產品成本;可以降低設備購置費用，主要打印設備的成本逐漸降低，可以重復使用，能夠打印出很多種需求的零部件，所以可以減少對設備的購置費用;不需要進行設備組裝，效率更高，可以按照模型的設計，推動產品一次成型;材料組成十分靈活，并不固定，可以使用多種材料進行打印，按實際需求進行選擇;設計空間廣闊，形式支持多樣化，可以打印出多種形狀的產品，形式并不局限。

3常見的三維打印形式分析

三維打印形式比較常見的主要有四種：一是“噴墨”形式，利用打印機噴頭，在鑄模托盤上噴涂一層液態塑料物質，然后放置在紫外線環境下，處理之后將托盤適當下降一小段距離，保證下一層打印材料可以繼續堆疊。這樣可以成功打印出立體產品。二是“熔積成型”形式，是利用打印機噴頭噴射出內熔化塑料，然后借助沉積塑料纖維的模式，堆疊成立體的薄層，然后生產出立體產品。三是“激光燒結”形式，使用的介質是粉末微粒，將之通過打印機的噴頭噴灑在鑄模托盤上面，形成極薄的粉末層，然后利用激光將之熔鑄成指定的形狀。之后噴頭會噴射對應的液態粘合劑，促使材料固化成型。四是利用真空中電子流進行打印，與“激光燒結”類似，只是將激光換成真空中電子流，同樣可以將粉末微粒熔化，然后打印出成品。但如果想要打印的產品要求比較精密，或者有孔洞，在打印時還需要使用凝膠劑，促使材料成型，并保證穩固性。這部分粉末一般不會被直接熔鑄，而是利用氣流、水等介質沖洗干凈支撐物之后就會形成孔隙。

4醫療器械維修領域三維打印技術的實踐策略

在醫療器械維修工作中，因為最常見和最多出現的問題就是器械的零部件出現問題，所以需要維修或更換。但這些零部件大部分都比較精巧，同時價格昂貴，尤其是進口設備，零部件一般成本都較高，而且也不一定在維修時能保證供貨。這樣一來不僅會增加醫療器械的維修成本，而且可能延長維修時間，增加維修難度，甚至可能影響設備的使用。所以技術人員在積極思考更加科學有效、經濟實惠的維修技術。

對此提出三維打印技術的應用，可以有效解決上述問題。雖然三維打印技術所用設備成本也不低，但因為可以長期使用，所以每次使用的成本較低，相比每次維修時都要采購零部件來說能大幅降低維修成本。利用該技術可以在短時間內生產出需要的零部件，從而提升維修效率，并能保證維修質量。該技術的核心基礎是三維建模技術，要按照所需產品情況事先設計出模型，然后按照這個模型選擇合適的材料打印出實物。利用三維建模技術可以準確還原出出現損毀的零部件，并最終打印出成品，將其與原本的零部件進行對比，可以發現性能和參數上基本沒有差別。這樣充分體現出三維打印技術在醫療器械維修領域的應用價值。

現階段，三維建模技術的要點包括參數化建模技術、實體模型技術等。應用在醫療器械維修工作中，積極使用參數化建模技術可以提升維修水平，因為對損壞的設備或零部件進行參數化建模，可以映射實物給出全面、準確的三維數據，這樣就為打印工作奠定模型基礎。在參數化建模技術應用過程中，設計人員需要先按照需求的產品明確設計目標，繪制出初步的設計草圖，然后借助電腦系統建立起設計元素約束關系，此時如果需要更新草圖的尺寸等參數，相關需要更改的參數會直接更新到系統中，不需要手動更新，并且能獲得準確的位置分布。

建模實踐案例：本次選擇使用SolidWorks建模設計軟件，該軟件的兼容性好、操作比較簡單。建模對象是某個進口品牌的注射泵零部件。因為該設備的使用頻率較高，如果操作不當或長期持續工作，很容易出現故障，嚴重阻礙其使用功能，所以需要更換零部件。因為該設備是進口的，一旦出現故障很難在國內采購到需求的零部件，所以更換流程十分繁瑣，更換時間也較長，影響到設備的使用。為了保證不延誤醫療工作，采取三維打印技術進行零部件的生產制造。對此，設計人員要建立在醫療機械實際的功能需求基礎上，準確設計出可用于替代該零配件的模型草圖，并利用專業工具和電腦衡量模型的參數，之后使用SolidWorks建模軟件，構建出該零部件的三維模型。最后是用三維打印技術，選擇合適的材料，打印出需求的零部件，然后將之進行更換安裝，保證相關醫療設備的安全穩定運行。

5結語

三維打印技術的成本低、效率高、應用范圍廣泛，所以可用于生產制造很多產品。這對于醫療器械維修水平的提升有積極意義。所以新時期醫療單位進行醫療器械的維修可以積極采取該技術進行，可以提高維修效率并降低維修成本。

參考文獻：

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