视频:宾夕法尼亚州立大学增材制造硕士课程，第二部分

添加剂制造（AM）意味着设计自由，但是我独自不会提供最佳设计。为此，我需要优化 - remagining设计，然后验证重新设计的方式。反过来，优化能够从添加剂中受益，无论复杂性如何，都可以制造最佳形状。

这种相互作用是绘制布拉德汉克斯的添加剂制造。汉克是一个博士学位。机械工程中的候选人也在宾夕法尼亚州立大学追求未成年人。当我与他与他交谈的时候，他从他的研究中分享了一个例证：可以定制的3D印刷手术电极，以瞄准患者肿瘤的精确尺寸和形状。观看下面的视频或阅读成绩单。

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视频成绩单

Stephanie Hendrixson，加法制造杂志

我是斯蒂芬妮·亨德里克斯加法制造杂志我现在在宾夕法尼亚州立大学和他们的增材制造和设计研究生项目的学生交谈。这个项目的许多学生正在攻读增材制造的硕士学位，而其他人则在学习这些课程以增强他们的其他研究。今天和我在一起的是布拉德·汉克斯，他是一名研究生研究助理正在攻读机械工程博士学位辅修增材制造。到目前为止，这个项目的经历是怎样的?

布拉德·汉克斯研究生

在课堂上，我能够从材料科学中学习很多关于我多年没有完成的各种不同主题，试图了解添加剂过程中发生的事情的科学以及考虑设计。当您考虑添加剂制造（AM）时，它几乎是一种新的思维方法与传统的制造过程非常不同。

我开始调查更多的一件事是材料和常规制造的微观结构，甚至是腹部结构，你不会考虑一下，因为在那个水平上制造它通常会增加超出合理的复杂性。在添加剂制造中，存在一定的自由，使您可以以较小的规模制造并增加一部分的复杂性而不直接增加部分成本。这允许您在多个长度尺度上设计而不是零件的散装几何。您可以在不增加成本的情况下以较小的规模包含复杂性。

斯蒂芬妮

作为校园居住的学生，您已经有机会在AM计划中与教师进行一些研究。与我谈谈您在医疗设备领域正在研究的研究。

布拉德

确定。我做的第一个项目是射频消融电极。在射频消融中，电极的形状决定了治疗区域的形状。特别是内窥镜治疗，治疗肿瘤的电极选择有限。所以，我的第一个项目是研究一种医疗手术工具，我们可以利用优化来调整电极的形状，以匹配肿瘤的形状。这是我们用增材制造技术制作的原型之一。

我做的很多工作都是在优化方面:我们如何优化电极的形状或大小?然后使用增材制造的能力使我们现在可以制造这些定制部件，因为成本高。如果我们只有一个单一尺寸的电极，那么使用其他制造工艺可能会更便宜，但在优化软件的情况下，我们要为特定的处理区域定制电极的形状，然后我们会制造一次性的组件或者个性化定制的组件。因此，增材制造允许我们创建定制组件，可以用于特定的病人。

这一个大约是三倍的规模。这里的外护套代表内窥镜针，其大约在外径大约毫米，或者是。该外针可以直到肿瘤的边缘引入，然后将电极从该针的末端展开到肿瘤中。这就是该设备如何运行的方式，然后优化可以选择电极的尺寸和形状以为您的治疗定制它。

斯蒂芬妮

所以这里的实际3D印刷部分是设备末尾的这些尖端，正确？

布拉德

是的。因此，这是它的唯一3D印刷部分，其是电极的定制部分。

斯蒂芬妮

你会用什么打印出来你会用什么工艺来制作它?

布拉德

这个原型是用铬镍铁合金打印出来的，铬镍铁合金不是一种生物相容性材料。最终产品将需要不锈钢或其他生物相容性材料。铬镍铁合金中镍含量过高。我们用来制造这个的方法是粉床融合。

斯蒂芬妮

鉴于您已经完成的研究以及您完成的课程作业，医疗行业的潜力是什么？

布拉德

在医学领域，添加剂带来了很多挑战。能够验证组件和部件是一个很大的领域，但我认为最大的潜力是能够为患者创建定制部件。无论是植入物还是手术设备，这些都可以定制和制造，成本是可获得的或合理的定制部分，而在以前，制造定制的医疗植入物会非常昂贵。

斯蒂芬妮

完成学位后，你希望如何应用你的AM知识?

布拉德

真正能够使用优化来学习如何使用AM。在AM中有很多设计自由，我不认为我们真的有一个好主意，如何使用它所有。我认为这是优化和AM之间的关键交叉。我认为真正能够结合这些工具将帮助我们学习如何充分利用AM。