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打印技術的創(chuàng)新型科技企業(yè)，已取得6件發(fā)明專利、15件實用新型專利、1件外觀專利，申請科研項目30余項，其中有6項獲得經費支持。目前，甘肅普銳特科技有限公司主要業(yè)務有3D打印材料及配套設備的研發(fā)、生產、銷售，數字化醫(yī)療方案的制定與應用推廣，3D打印教育教學方案的制定與實訓基地建設，3D打印文創(chuàng)產品設計與制作，工業(yè)模型設計與打印等一站式服務方案制定。

1材料突破是3D打印新技術發(fā)展的關鍵

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，現已進入中試生產階段，其中聚酰亞胺耐高溫樹脂材料屬世界首創(chuàng)技術，具有高耐熱性能，熱分解溫度400℃以上，室溫至240℃之間長期使用不變形，耐疲勞性好，耐沖擊，耐磨性能好，有自潤滑性，環(huán)境穩(wěn)定性佳，可應用于航空航天零部件，如發(fā)動機以及燃油系統(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、原子鐘等關鍵領域實現小批量應用，主要客戶有美國NEX公司、江南大學、綿陽核九院、華北電力大學、中科院近物所等單位。

甘肅普銳特科技有限公司副總經理來桂林告訴記者：“為方便中小學及家庭科技培訓，我們研發(fā)了全封閉式迷你型教學打印機，目前已完成樣機測試。另外，我們研發(fā)的SLA工業(yè)級打印機，主要應用于大型模具、產品的打印，精度相對較高，材料成本較低，目前與深圳金石合作開發(fā)推廣應用，作為大學實訓及模具生產是比較專業(yè)的工具，現已有6種型號產品投放市?！?/p>

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

23D打印完美服務于臨床患者

與傳統(tǒng)制造技術相比，3D打印技術最大的優(yōu)勢在于不需要模具即可實現各種形狀產品的制造。因此，3D打印技術特別適用于模具鑄造困難、形狀復雜、個性化強的產品。而甘肅普銳特科技有限公司也正是利用3D打印技術優(yōu)勢，聯合甘肅省中醫(yī)院、九四聯勤保障醫(yī)院共同開發(fā)了中國首款3D打印全彩透明經絡仿真人體模型，利用真人核磁取得全身數據后進行分析處理，用3D打印技術完成皮膚組織、肌肉肌腱、血管神經、骨骼韌帶等各組織的彩色分配打印，廣泛應用于針灸教學、針刀技術培訓、解剖學、病理分析、醫(yī)學教學、臨床醫(yī)學等領域。

來桂林說：“我們還聯合甘肅省中醫(yī)院風濕骨病科聯盟、蘭州大學第二醫(yī)院、平涼市康復中心、慶陽市正寧縣醫(yī)院風濕骨病科、臨洮縣中醫(yī)院針對身體先天畸形以及后天骨骼異常的患者進行身體掃描并制作個性化定制矯形器。另外，根據人體模型案例及大數據分析，在新冠肺炎疫情期間，我們研發(fā)出適配于一線醫(yī)護人員佩戴的防霧護目鏡，并已應用到加拿大、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

三維掃描技術是一種非接觸式測量方法，在國內外的先進制造和個人定制設計中，因其測量速度快、精度高和便攜快捷等優(yōu)點而得到越來越廣泛的應用。而掃描是通過光源裝置投射結構光射到物體表面，通過物體表面的空間或時間光場調制，經過圖像傳感器（簡稱相機）接收，運用空間光路幾何關系和圖像傳感器成像模型進行計算，達到測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的三維點云數據。

據了解，使用非接觸式三維量測技術對復雜物體進行重建時，通常會受到測量條件和測量環(huán)境的限制，從而會產生由于輪廓遮擋掃描盲區(qū)引起的表面點云空洞，使得最終生成的物體表面點云模型不完整。

另外，一種測量方法可以實現的分辨率及其能夠測量的物面尺度大小是有限的，因此需要同時利用多種測量技術來解決三維恢復問題。針對這些問題，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志的方式將每個視點的三維點云拼接到同一個坐標系下，這種方法精度高，但是價格昂貴、不宜普及基于立體視覺的三維測量會受到攝影條件的限制，無法獲取遮擋部分的影像，對于表面缺乏紋理的物體來說，對應點確定匹配也較困難曲面擬合補洞的方法雖然結果較光滑美觀，但是空洞部分填充的三維信息不是物體真實的表面信息，精度低。

來桂林告訴記者：“針對現有三維掃描技術的不足，我們公司開發(fā)了快速、準確、全面的獲取人體三維數據的人體專用掃描儀，而我們這個項目通過2019年創(chuàng)新挑戰(zhàn)賽，與蘭州職業(yè)技術學院簽訂了解決方案，并且與北京迅恒科技有限公司長期戰(zhàn)略合作，持續(xù)跟進研發(fā)，目前已開發(fā)出樣機?！?/p>

來桂林表示，面向3D打印的手持式人體專用掃描儀這個新技術，成功的為我們公司3D打印醫(yī)療數據掃描領域攻克了技術難題，加快了3D打印醫(yī)療產品產業(yè)化，解決了掃描數據的速度和精度問題，同時提出了一種更加安全的加密數據包，更好的優(yōu)化了產品應用環(huán)境和可靠性，尤其是在康復支具，開拓了醫(yī)院與3D打印平臺新的合作模式，可將掃描儀投放至醫(yī)院，醫(yī)護人員負責掃描，掃描數據通過5G實時傳輸到3D打印平臺，催生了新的端到端的服務模式。
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