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应用驱动变革:三维打印和医疗CAD技术

文章来源:cbinews 作者:frank 发布时间:2010年01月19日 点击数: 字号:

大幅面扫描仪、逆向及快速成型市场中的三维打印和三维扫描、医用CAD/CAM技术,这些看起来比较“晦涩“的产品实则都是由传统的IT外设中“脱胎”而出。他的存在,甚至发展,正是在行业应用驱动下完成的。

曾经一度站在生存的十字路口的扫描仪,并没有露出消亡的迹象,反而在大幅面工程领域和行业市场的特殊应用的刺激下越发显得成熟。

在过去,扫描仪是80年代兴起的高科技产品,后来逐渐为计算机不可缺少的输入设备,经历了黑白、灰度、彩色三个阶段,已形成了台式、手持式、大幅面工程图纸扫描仪和馈纸扫描仪四大门类。

随着应用的不断增多,扫描仪的应用领域不断扩大,在传统应用领域里,如在广告设计和排版印刷行业,扫描仪已成为必不可少的工具。在办公室中的应用,如文字录入、文件制作、档案管理和数据库管理,已渗透到各行各业,成为扫描仪的最大市场。在其它一些领域,如工程图纸输入及处理、地理信息系统、测绘、医疗信息系统以及多媒体、图文通讯等领域都开始大量采用扫描仪。

近几年来,国内CAD、GIS领域大幅面图形图像输入设备,已经日趋成熟,同时也成为各设计院、建筑设计公司、档案馆等单位不可或缺的办公设备。

三维驱动的逆向及快速成型市场
作为新产品开发和吸收先进技术的重要手段,逆向工程与快速成型技术的研究正受到工业制造业和学术业界的高度重视。集成运用RE、CAD/CAM、RP等先进制造技术,对提高产品市场竞争能力具有重要的理论意义和经济价值。

逆向工程与快速成型制造相结合,将从根本上改变传统产品的开发设计、制造模式,解决了一些复杂形体的三维建模,难以加工出实物模型的问题,实现了产品的快速三维拷贝,形成了一个包括设计、制造、检测的快速设计制造闭环反馈系统。这就大大缩短了产品的设计、生产周期,成本也会随之大幅度的降低。

其实,逆向工程就是对产品设计过程的一种描述. 逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型,反向推出产品设计数据(包括设计图纸或数字模型)的过程。通过数字化测量设备(如坐标测量机、激光测量设备等)获取的物体表面的空间数据,需要利用逆向工程技术建立产品的三维模型,进而利用 CAM 系统完成产品的制造因此,逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技术和几何建模技术的总称

所以,在三维模型相关的数字化技术中就需要两种设备-3D打印机和三维扫描仪。作为一种在设计过程的早期阶段制作模型的工具,3D 打印是替代快速建模技术的一种更快、更经济的方法。

Dimension 打印机为例。它将设计周期缩短了数日乃至数周。 Dimension 快速制作廉价 ABS 塑料模型的能力使设计人员在他们的桌面上就能有效地将多个设计概念转化为模型。如果,外包制作一个模型需要数日或数周。而一台 Dimension 打印机能在短短几个小时内就制作出同样的模型

另外,通过功能测试 Dimension 打印机制作的 ABS 塑料模型十分坚固,可作为工作零件使用--其他 3D 打印机无法做到这一点。这让您能够测试塑形、适配和功能,在桌面上就能随心所欲地开发设计迭代。与照片、化工、石蜡或其他形式的 3D 打印相比,Dimension 的 ABS 模型在精确度方面有更高水准。各部件实际上都扣合或安装在一起。ABS能够制作耐用的功能原型,ABS 产品原型可经受严格的测试,而不会弯曲、收缩和吸收水分。

CAD/CAM牙科解决方案
计算机辅助设计(Computer aided design,CAD)和计算机辅助制作(Computer aided manufacture,CAM)技术简称CAD/CAM,是20世纪70年代开始广泛应用于工业自动化和机械制造的高科技技术,极大地提高了生产效率。

口腔CAD/CAM是集光技术、微信息处理及自动控制机械加工技术的一门口腔修复新工艺。其中,CAD是指以计算机作为主要技术手段来运用各种数字信息和图形信息,以进行产品的设计;而CAM是指由计算机控制的数控加工设备,如数控铣床等对产品进行加工成型的制作技术。

牙科CAD/CAM系统具有很多明显的优势:避免了传统义齿制作的繁琐过程,降低人为因素导致的误差,提高加工效率等。同时,由于主要使用瓷和复合树脂为修复材料,也满足了对美观的要求。目前用于口腔修复的CAD/CAM系统主要用于完成固定修复,国外已开发出十几种系统,已可制作嵌体、高嵌体、贴面、全冠、烤瓷冠的基底冠、烤瓷桥的桥体支架等

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