关键词： 3D打印个性化正畸装置   单根牙   压低移动   伸长移动   三维有限元分析   支抗   生物力学  

摘要： 背景:基于牙齿垂直移动原理,通过数字化设计结合3D打印制作个性化正畸装置,可使个性化正畸装置与单个切牙形成支抗系统。借助微种植体绝对支抗作用可对单根牙在三维方向上进行精准控制。目的:基于生物力学原理设计了牙位11、12、21、22压低移动与伸长移动的个性化正畸装置,通过三维有限元法分析个性化正畸装置的安全性与其对牙齿的移动作用。方法:应用Mimics、Geomagic Wrap、SolidWorks和Ansys Workbench软件分别建立了上颌前牙区(牙位11、12、21、22)牙槽骨-牙周膜-上颌切牙-个性化悬臂微种植体-连接板-个性化托槽的三维有限元模型,每个牙位分别设置个性化压低移动与伸长移动正畸装置,加载300 g拉力或推力,分析个性化正畸装置各部件应力水平,计算牙齿位移与牙周膜应力分布情况。结果与结论:①个性化压低移动正畸装置受到的最大等效应力为162.90 MPa,个性化伸长移动正畸装置受到的最大等效应力239.57 MPa,二者的最大等效应力均位于个性化托槽加力附件的垂直部分,个性化正畸装置各部件所受等效应力均在屈服强度内,均具有良好的安全性;②在个性化正畸装置作用下,牙齿初始位移呈现整体压低或伸长移动的趋势,垂直方向上的位移远远超过在水平方向和矢状方向上的位移;牙周膜根尖或颈部位置出现等效应力峰值,在根尖区牙周膜出现等效应力集中区域;③结果显示,个性化正畸装置可以使牙位11、12、21、22近似达到压低移动或伸长移动的目的,初步证实了个性化垂直移动正畸装置的有效性。

关键词： 同轴打印   组织工程   双交联水凝胶   海藻酸钠   丙烯酰胺   离子交联   支架  

摘要： 背景:在培养对结构、氧需求度较高的细胞时,需要构建一个具有中空管道结构的立体生物支架来保证细胞得到足够的营养与氧气.近年来,具有中空管道结构的水凝胶组织工程支架受到广泛关注. 目的:以海藻酸钠为基础的生物支架材料结合同轴打印技术制备具有中空管道结构的组织工程支架,通过灌注方式接种细胞验证其生物相容性. 方法:制备海藻酸钠-丙烯酰胺混合打印溶液,控制同轴打印过程中的内外层打印速度、海藻酸钠浓度、接收皿中氯化钙浓度等参数实现打印具有中空管道组织工程支架——海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶,表征支架的微观形貌与弹性模量;将小鼠成纤维细胞灌注至组织工程支架中空管道内,利用活死细胞染色观察支架的细胞相容性. 结果与结论:①通过探究打印过程中的打印参数,当内层打印速度不变时,中空管道的外径随着外层打印溶液的流速提升而提升,内径有略微提升;当外层打印溶液流速不变、内层溶液流速提升时,中空管道支架的外径基本不变,内径有明显提升;②实验结果显示海藻酸钠的最佳浓度为2.5%,过高的浓度不利于多层结构层与层之间的融合,过低的浓度制备出的水凝胶机械性能不足;③海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶的弹性模量较高,普遍高于200 kPa,并且随着氯化钙浓度的提升而增大,在内层氯化钙浓度为2%、接收皿氯化钙浓度为0.3%时双交联水凝胶的弹性模量达到最大值(375 kPa);④组织工程支架灌注细胞体外培养后的活死细胞染色显示,细胞沿着中空管道轴向分布且具有较高的存活率,但细胞浓度小于灌注时的细胞浓度;⑤结果表明,海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶具有较强的机械性能与良好的生物相容性,可应用在构建具有中空管道的组织工程支架中,并且"先制备支架、后接种细胞"的方式也避免了传统"细胞与打印溶液混合再进行制备"方式对支架材料及加工方式的限制.

关键词： 数字孪生   3D打印机   Unity3D   闭环控制   树莓派   MySQL数据库  

摘要： 随着增材制造技术在各个领域的广泛应用,国外已经开发出成熟的3D打印控制系统。相比之下,国内3D打印技术起步较晚,与国外的技术方案适应性较差,缺少成熟的3D打印控制系统。为此,提出了一种基于树莓派的数字工厂网络控制系统,借助数字孪生技术实时模拟和监控3D打印过程,打破了空间限制,提高了3D打印的效率与质量。该系统采用MKS SERVO42C步进电机,通过增量式PID算法进行闭环控制,有效避免了因电机丢步而导致精度降低的问题。此外,树莓派能够获取驱动板反馈的实时信息,并与Unity之间建立HTTP通信,使得Unity孪生体能够收集实时信息,有效监测并预防3D打印过程中的产品缺陷。该系统不仅为提高3D打印机的性能和可靠性提供了新的思路,也为3D打印技术在制造业的应用探索了新的可能性。

关键词： 扶蔗器   高分子工程塑料   滑动摩擦   滚动摩擦   螺距   扶起时间  

摘要： 为探索甘蔗扶起的效果,采用3D打印技术,使用高分子材料,添加了摩擦因数因素,设计并制作出一新型扶蔗器。通过正交试验和单因素试验,探明了甘蔗扶起过程的影响规律。结果表明:扶蔗器转速对甘蔗扶起效果影响最大,其次是滚筒直径。最佳方案为:当材料PETG、摩擦因数0.65、直径150 mm、螺距160 mm、圆锥角18°、前进速度0.36 m/s、转速150 r/min时,扶起时间为3.3~6 s,扶蔗平稳,可以实现高效作业。

关键词： 砂型3D打印   烘烤加热   固化时间   抗拉强度   呋喃树脂  

摘要： 3D打印呋喃树脂砂芯成型后需要一个反应固化的过程,常温条件下随放置时间延长强度会逐渐增加。除此之外,使用烘烤加热也可加速此过程。通过调整加热温度及加热时间,研究加热对3D打印砂芯成型后强度的影响。结果表明:在60~120℃范围内,烘烤对成型后强度有明显的提升。随着温度的升高,强度先提升后略微下降;随着时间的增加,强度基本呈下降趋势。使用合适的后处理加热工艺可有效提升3D打印砂芯成型后强度。

关键词： 宫颈癌   放射性阴道炎   3D打印阴道模具   人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子  

摘要： 目的分析应用3D打印阴道模具辅助人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子混悬液(granulocyte-macrophage colony stimulating factor,GM-CSF)热灌注治疗宫颈癌放射性阴道炎的疗效,为其临床推广提供理论依据。方法将本院收治的行宫颈癌根治性放疗并出现放射性阴道炎的60例患者平均分为对照组和试验组。GM-CSF混悬液的配制方法为:将GM-CSF 400μg溶于30 mL生理盐水。对照组采用GM-CSF混悬液单纯阴道冲洗,试验组采用自研3D打印阴道模具辅助GM-CSF混悬液阴道热灌注治疗,将GM-CSF混悬液置于恒温箱中加热至42℃后行阴道灌注,灌注完成后行微波深部热疗。观察患者的阴道炎症状变化情况;研究者自行拟定满意度调查问卷统计患者的满意度;记录2组患者的阴道pH值、阴道局部体征评分、阴道清洁度评分;记录2组的康复时间、药物不良反应发生情况和使用抗生素的情况。结果试验组的总有效率为86.67%,对照组的总有效率为63.33%,2组比较差异有统计学意义(t=2.223,P<0.05)。问卷调查结果显示试验组很满意和基本满意的患者比例明显高于对照组,不满意的患者比例低于对照组(t=2.476,P<0.05),试验组患者恢复性生活的比例高于对照组。试验组患者合并细菌感染的比例为24.36%,明显低于对照组的47.29%,差异有统计学意义(t=1.327,P<0.05)。对照组治疗前阴道pH值与治疗3个月后阴道pH值比较差异无统计学意义(P>0.05),试验组治疗前阴道pH值与治疗3个月后阴道pH值比较差异有统计学意义(P<0.05);试验组的阴道局部体征评分及阴道清洁度评分均在治疗3个月后明显改善,且与对照组比较差异有统计学意义(P>0.05)。试验组的康复时间为(38.4±14.4)d,对照组的康复时间为(56.2±12.8)d,差异有统计学意义(P<0.05)。2组患者均未发生明显不良反应。结论3D打印阴道模具辅助GM-CSF混悬液热灌注治疗宫颈癌放射性阴道炎的疗效确切,不良反应轻微,可在临床推广应用。

关键词： 日间被动辐射制冷   3D打印   碳酸镁   聚乙二醇   多孔结构膜  

摘要： 为了探究3D打印工艺对日间被动辐射制冷(Passive daytime radiative cooling, PDRC)材料性能的影响,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为聚合物基质、碳酸镁(MgCO_(3))为红外发射填料、聚乙二醇(PEG)为致孔剂,制备了PET/MgCO_(3)/PEG(PMP)膜;并采用SEM、UV-VIS-NIR、FTIR等手段对PMP膜的形貌结构、光谱特性、PDRC性能、力学性能及自清洁性能进行了表征。结果表明:在PET中加入MgCO_(3)和PEG形成了微纳米级多孔结构,使材料在紫外可见近红外波段的平均反射率从11.84%提高到86.17%,中红外波段的发射率从88.66%提高到92.66%;与对照组相比,PMP膜实现了测试箱内约17.00℃的降温;PMP膜断裂强度为6 MPa,断裂伸长率为35%,水接触角为82.14°,户外暴露3个月后在紫外可见近红外波段的反射率仅下降约2%。该研究可为PDRC材料的制备方法提供理论依据。

关键词： 氧化锆陶瓷材料   3D打印   分散剂   光引发剂  

摘要： 探究了光固化3D打印氧化锆陶瓷材料的制备工艺,以及不同组成材料对光固化料浆流变性能的影响。氧化锆陶瓷粉体的比表面积与料浆粘度呈正相关,GDSZ-3-J型粉体的比表面积较小,在剪切速率超过80 s^(-1)时料浆粘度降低至5 Pa·s以下,流变性能较好;X-100型分散剂添加量为4%时,能显著改善氧化锆陶瓷粉提在有机溶剂中的分散性,此时料浆粘度最低;固含量超过30%后料浆粘度显著增加,适当提高固含量可以改善打印精度,为了兼顾料浆流变性能,建议将固含量设定为35%。

关键词： 鞋印鉴定   3D打印   磨损特征  

摘要： 3D打印技术凭借其设计灵活和打印方便等特性,在法庭科学中的现场重建、物证特征再现、人体骨骼模型建立等方面具有独特和重要的应用价值。结合文献资料和实际办案经历,总结出利用3D打印技术还原作案人员鞋底、获取磨损特征的应用方法,旨在为因缺少足迹认定条件而无法取得进展的案件提供参考,从而为3D打印技术在痕迹鉴定方面的应用提供新思路。