40、3D打印与假肢技术的前沿探索

3D打印与假肢技术的前沿探索

3D打印在砂型铸造中的应用研究

在砂型铸造领域，FDM（熔融沉积成型）技术打印的模型展现出了一定的应用价值。研究选取了三种不同材料，以相似的输入参数通过FDM打印机打印砂型铸造模型。在此过程中，记录了模型在多次夯实循环周期内的尺寸变化，并对尺寸磨损进行了深入分析。

为了进一步提升模型性能，还对ABS材料的FDM打印模型应用了诸如耐磨涂层和电镀等后处理技术。经过实验发现，耐磨涂层显著改善了被涂覆模型的表面质量，磨损率大幅降低约85%。尽管对3D打印模型进行电镀存在一定难度，但从平均磨损结果来看，电镀能使磨损几乎降低95%，效果十分显著。

在这三种材料中，综合考虑打印的便捷性、成本以及所需时间，ABS材料可作为更为理想的丝状材料。虽然PC + ABS和尼龙的尺寸磨损情况与ABS材料相近，但涂层和电镀处理能明显提高ABS材料的耐磨性能。

以下是三种材料的相关特性对比表格：
| 材料 | 打印便捷性 | 打印成本 | 打印时间 | 尺寸磨损情况 | 后处理效果 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| ABS | 高 | 适中 | 适中 | 一般 | 磨损率显著降低 |
| PC + ABS | 中 | 较高 | 较长 | 与ABS相近 | - |
| 尼龙 | 中 | 较高 | 较长 | 与ABS相近 | - |

假肢技术的发展背景与现状

近年来，肢体截肢已成为全球范围内令人担忧的医学问题。世界卫生组织和国际假肢矫形学会的数据显示，约5000万人（占世界人口的0.5% - 0.8%）存在肢体缺失问题，其