Bài thuyết trình 3d printing medical implants

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
Khoa Cơ Khí
Đề tài:
3D PRINTING MEDICAL IMPLANTS
GVHD: Huỳnh Hữu Nghị
Nhóm 6

Nguyễn Bảo Long 21101905

Lê Trần Hải Nam 21102129

Ngô Văn Tuấn 21103992

Từ Vĩ Nghiêm 21202344
Nội Dung
LỊCH SỬ HÌNH THÀNH
I
NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
II
VẬT LIỆU
III
CÁC THÀNH TỰU ĐẠT ĐƯỢC
IV
I. Lịch sử hình thành
Những năm 1980, kỹ sư Chuck Hall đã có ý tưởng đặc biệt về chiếc
máy có thể in các hình khối 3D. Ý tưởng lúc đó bị nhiều người coi là xa
vời. Tuy nhiên cho đến nay, công nghệ in 3D không chỉ trở thành hiện
thực mà ứng dụng của nó còn vươn xa hơn những gì chúng ta có thể
tưởng tượng.
In 3D là một quy trình tạo nên các vật thể rắn 3 chiều từ một tập
tin kỹ thuật số. Bí mật của công nghệ in này là mực in – một loại bột đặc

biệt làm từ titan, nhựa, silicon… khi “in” sẽ được kết dính với nhau bằng
loại keo đặc biệt và tạo nên hình 3D theo mô phỏng.
In 3D đã được áp dụng trong y học từ đầu những năm 2000,
khi công nghệ này lần đầu tiên được sử dụng để thực hiện cấy ghép
nha khoa và chân tay giả tùy chỉnh.
Kể từ đó, các ứng dụng y tế cho in ấn 3D đã phát triển đáng
kể. Đánh giá công bố gần đây mô tả việc sử dụng in ấn 3D để tạo
xương, tai, khung xương, khí quản, xương quai hàm, kính đeo mắt,
nuôi cấy tế bào, tế bào gốc, các mạch máu, mạng mạch máu, các
mô, và các cơ quan
Trong số rất nhiều ứng dụng của công nghệ in 3D thì điều
các nhà nghiên cứu quan tâm nhất là làm thế nào nó có thể
được sử dụng để cải thiện đời sống hay thậm chí là kéo dài
tuổi thọ. Với những tiến bộ đáng ngạc nhiên trong công
nghệ in 3D, cơ thể con người một ngày nào đó có thể được
xem như một hệ thống với các bộ phận thay thế được. Đây
không phải là khoa học viễn tưởng và cũng không quá xa
vời như chúng ta nghĩ.
Một bộ hàm làm từ máy in công nghệ 3D
II. Nguyên Lý Làm Việc & Ứng Dụng
Nguyên lý làm việc:

Dựa trên nguyên lý thiết kế ngược .

Trước đây khi các công nghệ thiết kế mẫu còn chưa phát triển mạnh, các bộ phận được thiết kế dựa trên cơ sở đo đạc dựa trên mẫu có sẵn,
sau đó thiết kế, tạo mô hình trên phần mềm và đưa vào gia công.

Nhưng các bộ phận có tính cá biệt, có độ phức tạp cao, gây khó khăn trong quá trình lấy số liệu và thiết kế.

Ngày nay người ta sử dụng công nghệ quét 3D để lấy được chính xác số liệu và hình dạng của các bộ phận.


Có thể ứng dụng các công nghệ như : FDM, SLA, SLS, LOM Vào trong y học nhưng chủ yếu là FDM
Về cơ bản, một chiếc máy in 3D theo công nghệ FDM
gồm có 3 trục Oxyz, và một cụm đùn nhựa (tạm gọi là
máy đùn). Các động cơ bước (stepper motor) trên 2 trục
xy sẽ điều khiển máy đùn di chuyển trên mặt phẳng Oxy.

Sử dụng công nghệ FDM
Cấu tạo máy in 3d Reprap
Phần cơ khí

Khung máy Reprap thường được làm từ gỗ ép, nhựa meca ( arcrylic), thép tấm (sheetmetal) hoặc thép ống

Khớp nối Reprap:Chúng được làm bằng nhựa ABS hoặc PLA với độ chính xác ở mức tương đố

Đầu đùn nhựa in 3D
Phần điện-điện tử của máy Reprap

Động cơ bước (Stepper Motors): Người ta dùng động cơ bước để đảm bảo điều khiển chính xác chuyển động dựa trên các tín hiệu
điện và máy sẽ tính ra vị trí chính xác dựa trên các thông số ấy.

Mạch điều khiển Rep: dùng bo mạch điều khiển RAMPS 1.4 với nhiều cải tiến về hiệu suất…
Máy in 3D Mingda
Thông số kỹ thuật
Kích thước tối đa 300x200x600
Tốc độ in 200-300mm/ph
Động cơ 57 động cơ bước
Giao diện thẻ SD/USB
độ chính xác 0.04-0.2mm điều chỉnh

Phần mềm cura
vòi phun 1.75mm/3.0mm
Máy in FDM OMB201 3D

Hoạch định phẫu thuật

Điều trị bệnh
Ứng dụng:
Mô hình tim từ nhựa dẻo
hỗ trợ nghiên cứu, giải
phẫu
Giàn đỡ cho kỹ thuật mô được tạo
ra bằng vitamin hỗ trợ nghiên
cứu, giải phẫu và thay thế
Bút BioPen in tế bào mô và
alginate (keo chiết xuất từ tảo
biển) để tái tạo mô xương
Nẹp xương chế tạo từ nhựa có
thiết bị phát sóng giúp xương
phục hồi nhanh hơn
Chân tay giả bằng nhựa
Răng sứ
Mảnh ghép sọ được thiết kế dựa trên cấu trúc vật liệu
polyprolylene
ƯU NHƯỢC ĐIỂM
Ưu điểm:
•
Thể hiện chính xác cấu trúc cơ thể con người.
•
Khả năng thay thế cho từng cá nhân riêng biệt.

•
Giảm bớt nhu cầu hiến tặng nội tạng.
Nhược điểm:
•
Đầu tư cao, giá thành cao.
•
Yêu cầu về trình độ kĩ thuật.
III. Thành Tựu Đạt Được
Cấy ghép thành công đốt sống in 3D lên cơ thể người
Ca phẫu thuật chứng minh rằng xương in 3D có thể
cấy ghép vào bất cứ nơi nào trong cơ thể và trong
một số trường hợp nó có thể cứu mạng sống của bạn.
Các nhà khoa học đã chế tạo được mạch máu nhờ công nghệ in 3D