16、增材制造在医疗设备设计与假肢矫形器制造中的应用

增材制造在医疗设备设计与假肢矫形器制造中的应用

1. 增材制造在医疗设备中的概述

增材制造（AM）技术，也就是常说的 3D 打印，为医疗设备的定制化治疗开辟了新道路，尤其对那些具有独特解剖结构或患有罕见疾病的人有益。医疗设备可根据临床应用、创新性、采用增材制造的理由以及所采用的 AM 技术的具体情况进行分类。

在医疗设备的设计中，广泛使用了集成的 CAD/CAM 软件、CAE 工具、3D 打印机和 3D 扫描仪。为了制造出轻量化的医疗设备，各种结构优化技术也发挥着重要作用。AM、计算机辅助模拟和有限元分析（FEA）增加了生产患者特定医疗设备的可能性，设计师可以结合这些工具和工艺创造新一代的医疗设备。

2. 产品架构

2.1 产品架构的概念

产品架构是一种系统的方法，用于安排产品特征、将其转化为组件设计，并阐明它们之间的相互联系。基于产品制造方法，产品开发架构领域主要分为两类：集成式和模块化。

2.2 集成架构设计

集成设计指的是多个组件在不一定分组或组装的情况下执行其功能的配置。组件和组件组的可互换性降低，这对维护和服务产生了财务影响。制造独特的配置和组件可能需要更长的时间，并且购置成本更高。

2.3 模块化架构设计

模块化设计是创建离散的子组件，这些子组件被设计用于执行特定功能，然后集成到一个完整的产品中。组件之间的标准接口被视为离散组件。在密集设计阶段，会收集并记录有关组件的详细信息，如物理尺寸、规格、可靠性、成本和支持等。这使得消费者可以选择和购买类似于单个组件的组件。

3. 假肢和矫形器

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