普銳特科技研發(fā)3D打印的手持式人體專用掃描儀

甘肅普銳特科技有限公司成立于2014年4月，是一家專注于3D打印技術(shù)的創(chuàng)新型科技企業(yè)，已取得6件發(fā)明專利、15件實(shí)用新型專利、1件外觀專利，申請(qǐng)科研項(xiàng)目30余項(xiàng)，其中有6項(xiàng)獲得經(jīng)費(fèi)支持。目前，甘肅普銳特科技有限公司主要業(yè)務(wù)有3D打印材料及配套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售，數(shù)字化醫(yī)療方案的制定與應(yīng)用推廣，3D打印教育教學(xué)方案的制定與實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，3D打印文創(chuàng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作，工業(yè)模型設(shè)計(jì)與打印等一站式服務(wù)方案制定。

1材料突破是3D打印新技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵

甘肅普銳特科技有限公司已成功研發(fā)出包括3D打印通用樹脂、柔彈性樹脂、耐高溫光敏樹脂三大系列專用材料，現(xiàn)已進(jìn)入中試生產(chǎn)階段，其中聚酰亞胺耐高溫樹脂材料屬世界首創(chuàng)技術(shù)，具有高耐熱性能，熱分解溫度400℃以上，室溫至240℃之間長(zhǎng)期使用不變形，耐疲勞性好，耐沖擊，耐磨性能好，有自潤(rùn)滑性，環(huán)境穩(wěn)定性佳，可應(yīng)用于航空航天零部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)以及燃油系統(tǒng)、變速箱、活塞環(huán)密封圈、軸瓦、軸承保持架、軸套、閥片、剎車片等，目前該材料已在核爆開關(guān)、原子鐘等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)小批量應(yīng)用，主要客戶有美國(guó)NEX公司、江南大學(xué)、綿陽(yáng)核九院、華北電力大學(xué)、中科院近物所等單位。

甘肅普銳特科技有限公司副總經(jīng)理來桂林告訴記者：“為方便中小學(xué)及家庭科技培訓(xùn)，我們研發(fā)了全封閉式迷你型教學(xué)打印機(jī)，目前已完成樣機(jī)測(cè)試。另外，我們研發(fā)的SLA工業(yè)級(jí)打印機(jī)，主要應(yīng)用于大型模具、產(chǎn)品的打印，精度相對(duì)較高，材料成本較低，目前與深圳金石合作開發(fā)推廣應(yīng)用，作為大學(xué)實(shí)訓(xùn)及模具生產(chǎn)是比較專業(yè)的工具，現(xiàn)已有6種型號(hào)產(chǎn)品投放市?！?/p>

值得一提的是，甘肅普銳特科技有限公司被國(guó)家教育部認(rèn)定為國(guó)家教師科研規(guī)劃課題（教師發(fā)展專業(yè)研究）教師培訓(xùn)基地；被國(guó)家工信部認(rèn)定為“全國(guó)工業(yè)和信息化人才培養(yǎng)綜合服務(wù)平臺(tái)認(rèn)定測(cè)評(píng)中心”；出版《3D打印職業(yè)教育教程》被工信部教培科技發(fā)展中心推薦為全國(guó)職業(yè)教育3D打印應(yīng)用專業(yè)教材；現(xiàn)與西北師范大學(xué)、蘭州理工大學(xué)、蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院、蘭州文理學(xué)院等高校開展創(chuàng)新教育合作，在蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院開設(shè)“普銳特工匠班”專門培養(yǎng)3D打印技術(shù)人才，定向安置工作。

23D打印完美服務(wù)于臨床患者

與傳統(tǒng)制造技術(shù)相比，3D打印技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于不需要模具即可實(shí)現(xiàn)各種形狀產(chǎn)品的制造。因此，3D打印技術(shù)特別適用于模具鑄造困難、形狀復(fù)雜、個(gè)性化強(qiáng)的產(chǎn)品。而甘肅普銳特科技有限公司也正是利用3D打印技術(shù)優(yōu)勢(shì)，聯(lián)合甘肅省中醫(yī)院、九四聯(lián)勤保障醫(yī)院共同開發(fā)了中國(guó)首款3D打印全彩透明經(jīng)絡(luò)仿真人體模型，利用真人核磁取得全身數(shù)據(jù)后進(jìn)行分析處理，用3D打印技術(shù)完成皮膚組織、肌肉肌腱、血管神經(jīng)、骨骼韌帶等各組織的彩色分配打印，廣泛應(yīng)用于針灸教學(xué)、針刀技術(shù)培訓(xùn)、解剖學(xué)、病理分析、醫(yī)學(xué)教學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

來桂林說：“我們還聯(lián)合甘肅省中醫(yī)院風(fēng)濕骨病科聯(lián)盟、蘭州大學(xué)第二醫(yī)院、平?jīng)鍪锌祻?fù)中心、慶陽(yáng)市正寧縣醫(yī)院風(fēng)濕骨病科、臨洮縣中醫(yī)院針對(duì)身體先天畸形以及后天骨骼異常的患者進(jìn)行身體掃描并制作個(gè)性化定制矯形器。另外，根據(jù)人體模型案例及大數(shù)據(jù)分析，在新冠肺炎疫情期間，我們研發(fā)出適配于一線醫(yī)護(hù)人員佩戴的防霧護(hù)目鏡，并已應(yīng)用到加拿大、厄瓜多爾多家醫(yī)院?！?/p>

3研發(fā)3D打印的手持式人體專用掃描儀

三維掃描技術(shù)是一種非接觸式測(cè)量方法，在國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)制造和個(gè)人定制設(shè)計(jì)中，因其測(cè)量速度快、精度高和便攜快捷等優(yōu)點(diǎn)而得到越來越廣泛的應(yīng)用。而掃描是通過光源裝置投射結(jié)構(gòu)光射到物體表面，通過物體表面的空間或時(shí)間光場(chǎng)調(diào)制，經(jīng)過圖像傳感器（簡(jiǎn)稱相機(jī)）接收，運(yùn)用空間光路幾何關(guān)系和圖像傳感器成像模型進(jìn)行計(jì)算，達(dá)到測(cè)量物體表面三維信息的目的，通過有效的掃描過程可以獲取到精準(zhǔn)的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

據(jù)了解，使用非接觸式三維量測(cè)技術(shù)對(duì)復(fù)雜物體進(jìn)行重建時(shí)，通常會(huì)受到測(cè)量條件和測(cè)量環(huán)境的限制，從而會(huì)產(chǎn)生由于輪廓遮擋掃描盲區(qū)引起的表面點(diǎn)云空洞，使得最終生成的物體表面點(diǎn)云模型不完整。

另外，一種測(cè)量方法可以實(shí)現(xiàn)的分辨率及其能夠測(cè)量的物面尺度大小是有限的，因此需要同時(shí)利用多種測(cè)量技術(shù)來解決三維恢復(fù)問題。針對(duì)這些問題，目前主要的解決措施有采用手持式激光掃描儀、立體視覺或采用曲面擬合等方式填充物體表面點(diǎn)云模型的空洞。而手持式激光掃描儀采用在物體表面上貼標(biāo)志的方式將每個(gè)視點(diǎn)的三維點(diǎn)云拼接到同一個(gè)坐標(biāo)系下，這種方法精度高，但是價(jià)格昂貴、不宜普及基于立體視覺的三維測(cè)量會(huì)受到攝影條件的限制，無法獲取遮擋部分的影像，對(duì)于表面缺乏紋理的物體來說，對(duì)應(yīng)點(diǎn)確定匹配也較困難曲面擬合補(bǔ)洞的方法雖然結(jié)果較光滑美觀，但是空洞部分填充的三維信息不是物體真實(shí)的表面信息，精度低。

來桂林告訴記者：“針對(duì)現(xiàn)有三維掃描技術(shù)的不足，我們公司開發(fā)了快速、準(zhǔn)確、全面的獲取人體三維數(shù)據(jù)的人體專用掃描儀，而我們這個(gè)項(xiàng)目通過2019年創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽，與蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院簽訂了解決方案，并且與北京迅恒科技有限公司長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作，持續(xù)跟進(jìn)研發(fā)，目前已開發(fā)出樣機(jī)。”

來桂林表示，面向3D打印的手持式人體專用掃描儀這個(gè)新技術(shù)，成功的為我們公司3D打印醫(yī)療數(shù)據(jù)掃描領(lǐng)域攻克了技術(shù)難題，加快了3D打印醫(yī)療產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化，解決了掃描數(shù)據(jù)的速度和精度問題，同時(shí)提出了一種更加安全的加密數(shù)據(jù)包，更好的優(yōu)化了產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境和可靠性，尤其是在康復(fù)支具，開拓了醫(yī)院與3D打印平臺(tái)新的合作模式，可將掃描儀投放至醫(yī)院，醫(yī)護(hù)人員負(fù)責(zé)掃描，掃描數(shù)據(jù)通過5G實(shí)時(shí)傳輸?shù)?D打印平臺(tái)，催生了新的端到端的服務(wù)模式。
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