快速原型開發技術論文

　　快速原型技術使許多新的快速原型工藝在不斷地提高精度、製造速度、模型效能以及經濟效益，而且為迅速構建模型提供各種方法。下面是小編為大家精心推薦的，希望能夠對您有所幫助。

　　篇一

　　快速原型技術在口腔醫學中的應用

　　【摘要】快速原型技術是一種新型成型技術，被用在加工各種機械零件中，由於其快速性、自動化以及可製造複雜實體等優點，在口腔醫學領域上的作用越來越突出，本文將針對快速原型技術在口腔醫學中的應用做簡單的介紹。

　　【關鍵詞】快速原型技術;口腔醫學

　　快速原型技術是根據計算機上構造的三維模型，採用“分層製造、逐層增加”的加工原理，在短時間製造出實體零件、產品樣品或磨具等，集中體現了計算機的輔助設計、數控、鐳射加工等多學科、多技術的綜合應用。快速原型技術出現在20世紀80年代，發展迅速，一般用於機械製造，但隨著醫學的不斷髮展，在口腔醫學上的應用由小荷初角逐漸展露光芒。

　　1快速原型技術

　　1.1快速原型技術的原理快速原型技術是採用離散/堆積成型的原理，根據不同的工藝要求採用三維CAD模型，按照一定厚度將模型進行分層，這樣就三維數字模型就可以被轉化成厚度很薄的二維平面模型。為了使之具有自動化，再將資料進行一定的處理，產生數控程式碼，在數控系統控制下以平面加工的方式連續加工出每個薄層，同時使之粘接而形成的。實際上就是基於“生長”或“新增”材料原理一層一層的離散疊加，從底到頂層完成零件的製作過程。

　　該技術方法是計算機輔助設計與製造技術、逆向工程技術、分層製作技術、材料去除成形、材料增加成型技術以及他們的集合的總稱。

　　快速原型技術的工作原理可以用幾個步驟概括，為切片、掃描、進給和後處理。

　　1.2快速原型技術的分類及特點快速原型技術的方法有很多種類，應用比較好的有立體光固化成型法***SLA***、分層實體制造法***LOM***、選擇性鐳射燒結法***SLS***、熔融沉積成型***FDM***等。

　　立體光固化成型法***SLA***是通過計算機控制鐳射束，使液槽中的光敏樹脂在鐳射的照射下能夠快速的固化，形成了一層與截面相同的輪廓;接著工作臺下降，當降到第二層切面，重複上述過程，就形成了第二層截面;不斷重複以上過程就可完成整個的零件。這種方法獲得的零件精度和表面質量都比較好。

　　分層實體制造法***LOM***由熱壓輥將薄型的材料加熱聯接，再通過CO2鐳射束裁成想要的層的形狀。這種方法只能製作小模型，但其簡單。

　　選擇性鐳射燒結法***SLS***通過計算機控制，用鐳射掃描材料粉末，被掃描到的粉末就會融化，進而凝固在一起。該方法制作的零件精度高，強度也比較高。

　　這些方法都有其特有的優點及適用範圍，作為快速原型技術其共性是：快速性，加工週期短，成本低，原料豐富，所用到的材料不限，可以製作各種形狀的零件，包括複雜零件，整合化高，可自動化實現等。

　　這些優點使它不限於製造零件，還可以用在醫學上，尤其在口腔醫學領域，可以治療頜骨的缺損等疾病。

　　2口腔醫學中的快速原型技術

　　由於各種疾病的出現，以及地震、風暴等自然災害的頻頻發生，人類的健康也正遭到了威脅，對器官的損失和缺失的治療也變的嚴峻，隨著各種技術的進步，有些傳統的方法已經變得不適合社會的發展，尋找新方法成為各國面臨的問題。

　　X射線的發現為人類提供了方便，可以通過觀察體內的結構發現身體的問題，醫生們憑藉影像學可以對病人做出病情評估和制定相應的救治計劃。但是以前的影像學只能得到二維平面圖，缺乏立體感，對於一些疾病的判斷和治療也產生了一定的侷限性。

　　通過快速原型技術並結合一些影像學如CT掃描，就可以構建三維立體實體模型，為器官損傷提供了可靠的診斷和治療方法，降低了手術的風險，同時也減少了病人的痛苦。

　　近年來，快速原型技術在醫學上的應用越來越廣泛，在口腔醫學領域也突出了其特有的優點。下面將針對一些口腔醫學中的問題進行簡單的介紹。

　　2.1口腔修復現在有很多人牙齒會出現問題，牙齒處理不好不僅影響美觀，更重要的是影響我們的身體健康。利用快速原型技術可製作患者的牙冠、牙槽骨等的三維模型，再由模型設計、製作和安裝義齒。

　　2.2口腔種植術頜骨的形態比較特殊，根據其功能的要求，頜骨面部骨性缺損的修復成為頜面外科歷來的難題，而快速原型技術能夠精確的製作解剖模型，這有利於頜骨缺損修復技術的發展。在頜骨缺損的治療中，首先利用CT獲取模型的三維數字模型，再利用逆向軟體繪製出該數字模型，最後匯入到快速成型裝置中形成一個修復體。

　　2.3口腔矯正為了追求美觀，很多人開始對牙齒、臉部進行整容或矯正，這又帶動了一種技術的發展。白玉興等人研發了一種無託槽隱形正畸矯正系統，它可以對數字化的三維牙頜骨模型進行測量，通過對資料的分析，可以得到合理的診斷結果，再將得到的資料輸入到快速原型技術裝置中，就可以製造的模型，再把最終的模型通過空氣壓縮磨機的處理就得到了一種透明的隱形矯正器。

　　2.4脣顎裂的修復現在許多剛出生的小孩會出現脣顎裂現象，傳統的手術方法存在一些不可避免的問題，如：①通過影像學獲得資料，醫生憑藉經驗確定手術方案，這樣的方式不夠精確;②手術之後不能預測其效果。

　　通過快速原型技術，可以用逆向工程來解決這一問題。通過CT掃描或得斷層資料圖，根據圖可以建立三維立體模型，最後，將得到的模型匯入到虛擬現實軟體，進行虛擬現場手術動畫，這樣得到的手術可以預測結果。

　　2.5製作口腔頜面贗復體先天性的耳廓全缺損的發病率也很高，僅次於脣顎裂。正是由於這些疾病的出現，也促使了醫學的進步。焦婷等人運用CT以及快速原型技術成功的製作了義耳，這對於耳廓缺損有非常重要的利用價值。他們用多排螺旋CT掃描非缺陷側耳部，獲得完整的CT影象，再將其匯入到軟體中，將掃面獲得的影象與缺損耳朵對應，獲得相應的耳朵表面及組織形態。

　　3總結

　　綜上所述，快速原型技術在口腔醫學中顯示了其獨特的魅力，為口腔學的發展做了不少貢獻，但是，目前該技術還存在一些問題，譬如，加工裝置比較昂貴，一般的醫療機構還無法承受，而且目前的市民平均水平也無法接受。但相信通過努力這都不會再是問題，將來的醫學發展前景會更好。

　　參考文獻

　　[1]黃敏純，李與同，等.快速原型製造技術及其應用[J].閩南學院學報，2004***4***.

　　[2]李巖峰，胡敏.口腔醫學領域應用的快速原型製造技術的發展[J].中華老年口腔醫學雜誌，2005***8***.

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