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超声骨切割系统结构与特点分析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:超声骨切割系统由主机、配置压电陶瓷片的操作手柄、工作头、脚控开关、冷却系统、冷却液支架、手柄支架等组成。图2-36超声骨切割系统结构示意图主机:包括电子变频系统和冷却液控制系统。根据不同手术要求,调整输出功率、频率、水流量。在主机后板上装有电源线、脚控开关插座、保险管座、支架等。配置压电陶瓷片的操作手柄:一体化设计的操作手柄,内置能够产生超声震荡的压电陶瓷片及连接主机的连接线。

超声骨切割系统结构与特点分析

(一)结构

3D 打印机(图4-47)包括硬件设备及软件设备。

1.硬件设备 挤出机喷嘴及冷却风扇、断料检测装置、物料架及料盘、开关和电源插座、SD 卡槽和USB 接口、挤出机排线、导料管、控制旋钮、显示屏、Z 轴螺杆、复位开关(副开关)。

图4-47 3D 打印机

2.软件设备 应用软件、底层控制软件和接口驱动单元组成。

(二)工作原理(www.xing528.com)

1.数据采集 三维数据的采集是模型制作的重要部分。目前常用方式有设计软件、光学扫描、机械式扫描和放射学扫描四种方式。利用设计软件(如SolidWorks 和Catia 系列软件)设计的模型不必拘泥于真实物品的尺寸,方便计算分析和修改编辑。光学扫描常采用三维激光扫描、投影光栅测量、莫尔条纹法或立体摄影等,具有较高的扫描速率和较好的精度,但复杂的形态会使扫描具有盲区,扫描数据将存在误差。机械式扫描随着机械探针自由度的增加可减小扫描盲区,但其扫描速率低,价格成本高。在医学领域,随着计算机断层扫描和核磁共振技术的发展,使得放射学诊断创伤更小、诊断也更精确,而且其高分辨率的三维图像数据在数秒内就可以获得,成为理想的三维数据获取手段。

2.数据处理 将获得的数据导入三维重建软件,一般要用专用的高性能的计算机来处理。以CT 扫描出来的数据为例,将CT 扫描的DICOM 格式的数据导入软件Mimics 或Geomagic、Imageware 11.0 中,这几种软件可以读取DICOM 格式的数据,设置不同密度组织的阈值,构建出形态曲面,重建三维模型。保存数据格式为.stl 格式,这种三维重建图形是由近似三角形的“碎片”拼接出来的,在三维重建模型中,三角形“碎片”越多,也就是每块三角形“碎片”越小,将使得重建模型越精细、图形越平滑。.stl 格式的数据是3D 打印机所识别的数据,最终3D 打印机将模型打印出来。

3.3D 打印 3D 打印是使用三维数据制造实体模型的一种方法,属于快速成型技术。根据制造方法的种类不同可分为光固化成型、选择性激光烧结、熔融沉积成型、分层实体制造、喷墨打印技术。

数字光处理(digital light processing,DLP)技术,主要是通过投影仪来逐层固化光敏聚合物液体,从而创建出3D 打印物件,是一种投影绘制图层技术。

数字光处理技术工作原理示意图如图4-48 所示。

图4-48 数字光处理技术工作原理示意图

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