HXC’s Fall: 3D-gedruckter 3-Meter-Drache
2025-04-19
„Snow Shadow“ UAV-Skihelm Modellfallstudie
2025-04-223D-Druck in medizinischen Anwendungen - Projekt zur Simulation von Halswirbelsäulenchirurgie mit trachealem Modell
Projekt Hintergrund
Das xxxxx Krankenhaus kontaktierte uns, um für einen Patienten, der einer komplexen Tracheenchirurgie unterziehen sollte, ein genaues 3D-Organ-Druckmodell herzustellen. Aufgrund der Fusion der trachealen Wirbel und der Bildung von Osteophyten war die Struktur der Atemwege beeinträchtigt, was es dem Anästhesisten unmöglich machte, eine Trachealintubation durchzuführen. Das Krankenhaus stellte uns eine computertomografische (CT-)Aufnahme der Halswirbelsäule des Patienten zur Verfügung und bat uns, alle Details der Aufnahme über das Modell für eine präoperative Simulation darzustellen.
Projektanforderungen
Zusätzlich verlangte das Krankenhaus, dass wir weiches Gummimaterial für die Trachea und hartes Material für das Halswirbelsäulenmodell verwenden, um den tatsächlichen Zustand des Patienten in möglichster Weise wiederzugeben. Gleichzeitig wurde die Farbe der Trachea von der der Halswirbelsäule unterschieden, um eine einfache Identifizierung zu ermöglichen.
Vorläufige Analyse
Da es sich hierbei um ein medizinisches Projekt handelt, importierten wir die CT- und MRT-Daten in professionelle medizinische 3D-Drucksoftware, um die Bilder zu durchsuchen und in solide Modelle umzuwandeln.
Mit Hilfe der Software trennten wir die Wirbelsäule und die Trachea des Patienten. Der Teil der Wirbelsäule, der direkt 3D-gedruckt werden muss, ist in Orange markiert, während der Teil der Trachea, der separat hergestellt werden muss, in Grau gekennzeichnet ist.
In der Software können wir die Lage und den Umfang der Ösophagusläsionen des Patienten klar sehen.
Nach Abschluss der vorläufigen Analyse fügte unser Druckoperator in der 3D-Druck-Slicer-Software die notwendigen Unterstützungen hinzu. Das Modell ist sehr komplex. Das richtige Hinzufügen von Unterstützungen kann die Stabilität des Drucks erhöhen, jegliches Einstürzen der Form vermeiden und auch die Druckgenauigkeit verbessern. Dieses Projekt erfordert hohe Details und Präzision, aber wir haben die Aufgabe effizient mithilfe professioneller Software erfüllt. Die in rot markierten Unterstützungen auf dem obigen Bild werden im Post-Processing entfernt.
Druck auf der Maschine
Anschließend begannen wir mit der Druckphase. Bei diesem Projekt mußten die Details des gedruckten Modells mit der computertomografischen (CT-)Aufnahme hochgradig übereinstimmen, was mit traditionellen Prozessen extrem schwierig zu erreichen ist. Mit Hilfe unseres Teams von erfahrenen Ingenieuren des HXC wurde jedoch jeder Detail perfekt reproduziert.
Nachbehandlung
Nach dem Drucken entfernten wir das Modell vorsichtig von der Plattform und reinigten es mit Alkohol. Anschließend mussten wir die Unterstützungen entfernen. Auf dem zweiten Bild oben ist die Unterstützungsstruktur des Modells noch zu sehen. Das Bild auf der rechten Seite zeigt jedoch, dass nach unserer gründlichen Nachbehandlung keine zusätzlichen Unterstützungen sichtbar sind, und der Kunde mit dem endgültigen Druckergebnis sehr zufrieden ist.
Vakuumformgebung zur Herstellung einer Ösophagus-Schlauchsonde
Im Gegensatz zum harten Material des Wirbelsäulenmodells verlangte das Krankenhaus, dass die Luftröhre aus weichem Gummimaterial hergestellt wird. Um die Anforderungen des Kunden zu erfüllen, druckten wir zunächst das Luftröhrenmodell, scannten dann die Daten mit unserem 3D-Scanner und schickten sie zur Bestätigung der Genauigkeit an das Krankenhaus.
Nachdem das Krankenhaus die Genauigkeit bestätigt hatte, setzten wir das Vakuumgießverfahren ein, um das endgültige Modell der Luftröhre herzustellen. Das 3D-gedruckte Modell musste perfekt sein, da etwaige Fehler auf die Gussform übertragen worden wären. Durch den Einsatz des Vakuumgießverfahrens konnten wir Luftröhrenmodelle in verschiedenen Farben herstellen, ohne das Druckmaterial wechseln zu müssen.
Montage
Wenn Sie mehr über den Einsatz von 3D-Druckern in der Medizinbranche erfahren möchten oder ein ähnliches Projekt haben, für das Sie unseren Druck- oder anderen Modellbau-Service nach Bedarf benötigen, kontaktieren Sie uns bitte!
Nach der Freigabe durch das Krankenhaus setzten wir das Vakuumgussverfahren ein, um das finale Trachea-Modell herzustellen. Das 3D-gedruckte Ursprungsmodell musste dabei fehlerfrei sein, da etwaige Unregelmäßigkeiten auf die Gussform übertragen worden wären. Der Vorteil des Vakuumgussverfahrens liegt darin, dass wir Trachea-Modelle in verschiedenen Farben produzieren können, ohne das Ausgangsmaterial des Druckers wechseln zu müssen.