W tym tygodniu mamy coś specjalnego i odrobinę oryginalnego. Zgodnie z obietnicą z poprzedniego artykułu tym razem przedstawię opis wydruków plików stl pozyskanych z medycznych plików dicom.
Druk 3D stosowany jest w medycynie i weterynarii. Drukarki 3D wykorzystuje się w medycynie na wiele sposobów, z których najbardziej znanym wydaje się być stomatologia. Tam wprawdzie używamy drukarek żywicznych, jednak istnieje kilka metod na wykorzystanie FDM dla medycyny. Postaram się przybliżyć ten temat w dzisiejszym artykule.
Na szkoleniach, które prowadzę zawsze opowiadam o sposobach pozyskania plików do druku. Najpopularniejszym i chyba najprostszym sposobem jest skorzystanie z tak zwanych „gotowców” czyli plików umieszczonych przez projektantów w internecie na pensjonarce. Istnieje kilka serwisów internetowych z których najczęściej używanych pozostaje thingiverse.com.
Innym sposobem na pozyskanie pliku do druku jest samodzielne zaprojektowanie modelu 3D a następnie zapisanie go w postaci rozszerzenia STL. Ten sposób jest jednak czasochłonny
i wymaga od nas pewnych umiejętności korzystania z programu projektowego.
Kolejnym sposobem jest oczywiście skanowanie. Mamy na rynku dostępne skanery 3D, które przy umiejętnym wykorzystaniu mogą skopiować oryginalny element i stworzyć jego wirtualną kopię stl, którą z kolei jesteśmy w stanie wydrukować na naszej drukarce.
Czwartym sposobem mogą być tak zwane konwersje 2D na 3D. Przy tym sposobie możemy operować zwykłym plikiem jpg, który robimy nawet własnym smartfonem. Może to być zdjęcie lub przykładowo logo. Następnie odpowiednie serwisy internetowe przerobią nam obraz dodając głębię i zapiszą w trójwymiarowym pliku stl. Dokładność tej metody zależy od odpowiednio dobranych ustawień.
Kolejnym sposobem na pozyskanie plików stl są również wspomniane wcześniej pliki dicom. Są to obrazy uzyskane dzięki tomografii komputerowej lub zdjęć usg konkretnego pacjenta. Oczywiście to też w pewnym sensie jest skanowanie, tyle tylko że w odróżnieniu od skanera 3D, gdzie skanujemy zewnętrzną powłokę obiektu tutaj jesteśmy w stanie dostać się do „wnętrza” pacjenta. Radiolog przy odpowiedniej obróbce plików dicom jest w stanie wyodrębnić nam poszczególne organy czy chociażby układ kostny. Następnie możemy taki obraz zapisać w postaci stl a potem po prostu wydrukować. Kłopot w tym, że pliki medyczne są objęte ochroną danych osobowych i nie możemy ich sobie (całe szczęście) od tak znaleźć w internecie. Wyjątkiem są te które mamy zrobione na własnym organizmie. Inaczej jest w przypadku zwierząt, które niejednokrotnie również potrzebują interwencji medycznej.
Tak właśnie wspólnie z grupą Azoty udało nam się zapoczątkować współpracę z jednym z lekarzy weterynarii mając na celu ratowanie zwierząt. Stl pozyskane z plików dicom zwierzacia domowego nadają się idealnie do druku.
W tym przypadku akurat mamy układ kostny. Nasuwa się pytanie do czego możemy to wykorzystać. Po pierwsze wydrukowany model może być elementem edukacyjnym dla studentów przyuczających się do zawodu. W przypadku kości uszkodzonej możemy zaobserwować jak wygląda zwyrodnienie lub zniekształcenie. Po drugie do wydrukowanej kości jesteśmy w stanie przymierzyć idealnie wszelkiego rodzaju elementy, które w przyszłości mogą być wszczepiane zwierzęciu podczas operacji. Wreszcie możemy idealnie dopasować lub nawet wydrukować protezę, ortezę służącą rehabilitacji. W przyszłości przy wykorzystaniu odpowiednio do tego przystosowanych filementów możemy drukować ubytki kostne i wypełnienia idealnie dopasowane do organizmu pacjenta. Możliwości jest dosyć sporo i kwestia wyobraźni . Wracając do naszych plików to na początek postanowiliśmy wydrukować w ramach testu modele na materiale Tarfuse® PET-g z racji dużych nieregularnych otworów i zagłębień. Podczas wyciągania supportu można łatwo uszkodzić model między warstwmi. Poza tym warto by eksponaty były stosunkowo mocne i odporne. Do sprawdzenia na pierwszy ognień wybrałem drukarkę Biqu B1. Temperatura dla Tarfuse® PET-g to 235 na dyszy i 80 stopni na stole. Warstwę wybrałem 0,2 mm by sprawdzić jak drukarka odda drobne detale.
Jak na drukarkę z otwartym polem roboczym, wydruk wyszedł bardzo dobrze i tak jak się spodziewałem byłby kłopoty z usunięciem podpór (liczne zagłębienia).
Przy okazji w jednej z kości udało mi się uszkodzić jej jeden cienki element. Na szczęście to pierwsze próby i następnym razem będę bardziej uważać. Tym bardziej należy używać mocnych i jednocześnie precyzyjnych filamentów. Poniżej zdjęcia całości po zdjęciu supportów:
