拓扑优化3D打印脊柱植入物：酷炫部分显示S1E2

格子是3D打印脊柱植入物的一个常见特征，因为它们能够促进更好的骨生长，从而在患者无需应力屏蔽的情况下加快愈合。但是，大多数晶格是规则结构，在零件体积内等距分布。在这一集“酷零件秀”中，医疗合同制造商有形解决方案与我们分享了一种不同类型的网格植入物，它是由nTopology的拓扑优化软件创建的。

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成绩单

斯蒂芬妮·亨德里克森，添加剂制造
将拓扑优化应用于3D打印脊柱植入物看起来像什么？你会在这一集的《酷零件秀》中看到它。

皮特·泽林斯基，添加剂制造
我是皮特·泽林斯基。

斯蒂芬妮·亨德里克森
我是斯蒂芬妮·亨德里克斯森。

皮特他
我们与AdditiveManufacturing。媒体，这是酷零件秀。

斯蒂芬妮·亨德里克森
这是我们新系列的第二集，在这里我们将讨论像你一样的观众3D打印的酷部件。

皮特他
好了，来挑战你，轮到你带酷的角色了。你有什么发现?

斯蒂芬妮·亨德里克森
好吧。皮特，我相信你以前见过3D打印植入物。我在考虑脊椎的植入物。它们通常是什么样子的?

皮特他
所以当它们是3D打印的脊柱植入物时，不是固体的。更重要的是，这种形式有一个网格晶格结构，用于生长中的骨骼。

斯蒂芬妮·亨德里克森
正确的。我今天带来的是一个脊椎植入物。它是3D打印的，有晶格结构。但它的晶格和我以前见过的都不一样。

皮特他
是的，所以我喜欢规则的格子几何，蜂巢，或者棋盘。但这是一个疯狂的紫色鸟巢，对吧?这是怎么回事?

斯蒂芬妮·亨德里克森
对吧?这个植入物是由俄亥俄州Beaver Creek的Tangible Solutions公司3D打印的，使用粉末床融合技术。它是钛做的。这可能是晶格未来的发展方向。所以我将让Chris Collins，有形的首席运营官谈谈他们做什么以及为什么格子对他们的业务如此重要。

Chris Collins，有形解决方案
有形解决方案生产3D打印钛矫形植入物，这是我们100%的业务。这就是我们所做的，大约90%到95%是脊柱植入物。晶格对脊柱植入物很有价值，因为它们可以降低装置的整体刚度。特别是在脊柱植入物中，使植入物的硬度尽可能接近椎间盘是非常重要的。使用Additional和lattice，您可以使用lattice来调整设备的刚度，以降低其刚度，并使其更接近椎间盘。脊椎植入物中的晶格也有助于增加骨移植量。因此，这将使外科医生能够用大量的骨移植物填充该装置，从而减少患者的恢复时间，并促进骨在装置中的生长。

皮特他
这更像是我想的格子。即使是这个也很难建模，但至少在几何上是规则的。不是这样的。这太疯狂了，没有连贯性。跟我说说你的疯狂。

斯蒂芬妮·亨德里克森
这太疯狂了，因为它是针对这种植入物所能承受的载荷进行拓扑优化的。所以有形使用了来自nTopology的软件来优化struts的方向，struts的宽度，甚至构建角度，以确保这会以他们期望的方式打印出来。因此，他们能够设计这种植入物，这种植入物的晶格是专门为这一特定目的而设计的。

皮特他
为什么是紫色的?

斯蒂芬妮·亨德里克森
所以我很高兴你问我。它是紫色的，因为它是阳极氧化钛。你可能想这样做只是为了区分不同大小的植入物，或者只是为了美观。但事实上，它是阳极氧化的，它是由钛制成的，这有点有趣，因为通常，当我们谈论钛植入物时，它看起来像这样，它是一块固体金属。但是把这样的东西放进你的身体的问题是，这种固体钛比你的天然骨骼要坚固得多。所以当你的身体在它周围愈合的时候，你的骨头实际上会变得懒惰，因为它依赖于这块非常坚固的金属。

这就是为什么现在很多植入物都是用这种叫做PEEK的塑料做的。因为它没有那么硬，它更接近你骨头的自然特征。然而,当你拓扑优化,3 d打印这样的钛植入,你可以调整刚度和你得到的东西更接近天然骨,你的身体就可以治愈,最后你不懒惰的那种你的脊柱。

皮特他
好了，这就很多了。我看看我记不记得了。使用拓扑优化软件作为设计的一部分，您可以让晶格为您工作。你可以得到你想要的精确的强度，你可以得到你想要的柔韧性和刚度。通过将其应用到软件中，让软件创建晶格形式，不管它有多疯狂，都能精确地给出这些结构属性。然后你可以得到除了使用晶格的其他原因，在植入物的情况下是骨头生长的区域。更好地固定骨骼，加快恢复时间。是这样吗?

斯蒂芬妮·亨德里克森
对，没错。所以这是一个真正特定的用例，在一个真正特定的行业中。它甚至还不是一定要进入人体的东西。但您可以看到，拓扑优化晶格的功能可以在许多不同的场景中使用，在这些场景中，您希望删除材质，但也希望为零件赋予一些其他类型的特征。

皮特他
你是说它比植入物大。我们到处都能看到轻而结实的格子部件。

斯蒂芬妮·亨德里克森
是的，我想那肯定是我们要去的地方。这一集的酷零件秀到此结束。如果你有一个很酷的部分，你想看到特色，请发电子邮件给我们coolparts@additivemanufacturing.media. 谢谢收看。别忘了订阅。