喷头调试:喷头是成形设备的核心部件,为了保证喷头畅通,每次加工零件之前,都要对喷头进行检测和清理,测试喷头时首先将测试纸放置在工作台上,如果出现空缺的树脂条,则表示对应的喷头喷嘴不通,此时,需要用蘸有酒精的专用无尘布清洗喷头,之后再做一次检测,直到测试合格为止。
选择成型模式:成型模型一共有三种分别是Digital材料(DM)模式、高质量(HQ)模式和高速度(HS)模式。后两者模式的区别在于它们的分层厚度不同,设备通过控制喷射液滴的体积和工作台沿轴移动的距离来控制每层加工厚度,前者的分层厚度为0.016mm,因此加工出来的表面更加细腻,成形精度也更高;后者的分层厚度为0.03mm,成形速度较快,而Digital材料(DM)模式可以同时混合两种或者两种以上的材料进行打印,以实现不同材料性能的模拟,本研究选用的是Digital材料(DM)模式进行室间隔缺损心脏模型的打印。
打印材料选择:Objet500connex3打印系统支持使用的成型材料和支撑材料均为高分子光敏树脂材料,该系统中使用的光敏树脂在常温下属于非流态,需加热到70-75℃左右后使用,成形时由快速原型系统的喷嘴孔喷出,在紫外光照射下,光引发剂由基态跃迁至激发态,然后分解为自由基或者阳离子活性种,引发体系中单体或齐聚物发生化学反应,然后迅速固化,层层堆积得到所需的成形零件。光敏树脂主要由两部分构成:光引发剂、光固化反应物,另根据实际需要,添加不同助剂,如填料、颜料、润湿分散剂、消泡剂、消光剂和流平剂等,光引发剂可以激发光敏树脂进行交联反应,当受到了特定波长光子的作用时,就会变成具有高活性的自由基团,作用于齐聚物使其产生交联反应,光引发剂的性能决定了光敏树脂的固化程度以及固化速度。齐聚物作为光敏树脂的主体,是一种含不饱和官能团的基料,其末端有可聚合的活性基团,可以发生聚合反应,齐聚物也决定了光敏树脂的基本物理性能和化学性能,比如固化后的强度、液态树脂的粘度、硬度、溶胀性、固化收缩率等。本研究选用由TangoPlus和Veroyellow混合后邵氏硬度为50的配比进行室间隔缺损心脏模型的打印,两种材料混合打印可以较好的模拟心脏的力学性能和质感,且对人体无毒,可以用作辅助诊断模性,也可供医生进行模拟手术操作练习。
模型制造:Objet 500 connex3打印系统从零件的CAD模型出发,将其分割成设定厚度的一系列片层,这些片层按照顺序累计起来仍然是所设计的模型的形状,然后将每一层的信息输入进Objet500connex3打印系统,光束根据每一层的信息作用于选定区域上的树脂,固化出当前层,并同时连接前一层,最终堆积成实体,经过一定的打印时间之后,得到室间隔缺损心脏模型。
室间隔缺损心脏模型的后处理:因为制造的室间隔缺损心脏模型是成型材料和支撑材料两种材料的组合体,因此要获得想要的室间隔缺损心脏模型,需要对模型进行去除支撑,清洗零件,零件打磨等后处理,后处理之后将得到所需要的室间隔缺损心脏模型。模型的支撑材料的去除主要分为两步:第一步将室间隔缺损心脏模型的支撑进行粗去除,将体积较大的支撑材料用专门的工具去除,这样可以减少去除支撑的时间;第二步进行室间隔心脏模型支撑的精细去除,将模型放入专用的高压水清洗器,利用高压水枪将细微的支撑材料去除,如细小的孔、缝等,然后对模型的表面进行打磨等光滑处理以去除掉模型的毛刺和突起,使模型更精确。
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