Page 9 - Fall 1403
P. 9
از تصویر به زمان
ترکیب نوآوری سه بعدی و تحولات چهاربعدی در مهندسی پزشکی
نویسنده :شهرزاد فصاحت
چکیده
تتوولسیــعدهاافزسوـدنـت.ایخکـیـه ًربا،یچـشاـتپربس‌هـع‌هبنـعوادنیبف نهـعاونـرواینچیــاپکفسنــا‌هوبرعیدمیخ(ر3Dب)براشـیناسخیتهسـمت ی‌مهشاـویدت،وبلییـدپشیازش0ـ3رفتسـهاآیلنادسهـشـتنکاـخهتدهرشحــادهل
اسـت.ایـنفنـاوریباپتانسـیلبالایـیبرایتغییرهمهچیـز،اززندگـیروزمرهگرفتهتااقتصادجهانی،توانسـتهپیشـرف تهای
قاب لتوجهـیدرزمینـهمواد،چاپگرهـاوفرایندهابـهدسـتآورد.
درایـنزمینـه،یـکمفهـومنوآورانهبـهنامفناوریچاپچهاربعدینیزتوسـع هیافتهاسـت.اصطلاح"چاپچهاربعدی"توسـط
SkylarTibbitsدرسـخنرانیخـوددرکنفرانـسTEDمعرفـیشـد.اگرچـهفناوریچاپچهاربعدیشـبیهبهچاپسـ هبعدی
اسـت،امـابعـدچهـارمیعنـیزمـانرانیزشـاملم یشـود.اینفنـاوریبهسـاختارهایچاپـیایـنامـکانرام یدهدکهدرپاسـخ
بـهمحر کهایـیماننـدفشـار،دمـا،بـاد،آبیانور،شـکلیاعملکردخـودراباگذشـتزمانتغییـردهند.
نهایـتمحصـولنهایـیحاصـلم یگـردد. مقدمه
اززمـاناختـراعایـنفنـاوری،تکنی کهـایچـاپسـ هبعدی اســتفادهازفنــاوریچــاپدرکاربردهــایزیس تپزشــکی
بــه طــور رســمی ب هعنــوان تولیــدات افزودنــی ()AM اهمیـتبسـیارزیـادیدرزمینـهمراقب تهـایبهداشـتیو
توسـع هیافتهوتوسـطتعدادزیـادیازمحققانوشـرک تهای پزشـکیدارد.تکنی کهـایچـاپامکانایجادسـاختارهای
صنعتـیدرسرتاسـرجهـانمورداسـتفادهقـرارگرفت هانـد. سـ هبعدیبسـیارپیچیـدهوسفارشـیرافراهـممـ یآوردکـه
درسـا لهایاولیـه،چـاپسـ هبعدیبیشـترب هعنـوانیـک م یتوانـدرو شهـایانجـامایمپلن تهـایپزشـکی،پروتزهاو
تکنیـکنمون هسـازیسـریعشـناختهم یشـد؛امـاامـروزه
ایــنفنــاوریدرحــالدگرگو نکــردنتولیــداتوصنایــع مهندسـیبافـترامتحـولکند.
بـاپیشـرف تهاوتحقیقـاتمـداومدرزمینـهچـاپ،امکانات
مختلـفبـافرایندهـا،مـوادوکاربردهـایجدیـداسـت. بـرایرا‌هح لهـایمراقب تهـایبهداشـتیشـخصیدرحال
ایـنفنـاوریاینامکانرام یدهدکهسـاختارهایسـ هبعدی گسـترشاسـتکـهنویدبخشنتایجبهتربـرایبیمـار،زمان
رابـاافـزودنلایـهبـهلایـهمـوادبسـازیم.بـرایانجـامایـنکار، بهبـودیکوتا‌هتـروب هطورکلـیبهبـودکیفیتزندگیاسـت.
مـوادمختلفـیماننـدسـرامی کها،فلـزات،پلاسـتی کهاو درایــنراســتاوبــاالهــامازپیشــرف تهایچــاپزیســتی
پلیمرهایطبیعـیومصنوعیاسـتفادهم یشـوند.نر مافزار سـ هبعدیوتوسـعهموادهوشـمند،دانشـمندانومحققان
مد لسـازیسـ هبعدی،شـاملطراحـیبـهکمـککامپیوتـر در ح ـال بررس ـی را ههای ـی ب ـرای گنجان ـدن بع ـد چه ـارم در
()CADیـاتصاویـرتوموگرافیکامپیوتـر()CTاسـتکهبرای
طراحـیمد لهـابـااسـتفادهازماشـینومـوادبـهمـاکمـک چاپ هس ـتند.
م یکنـد. فناوریچاپس هبعدی
چاپگرهـایسـ هبعدیبـااسـتفادهازدرگاه USBبـهکامپیوتر فنــاوریچــاپســ هبعدیبــرایاولی نبــارتوســطCharles
متصـلهسـتندوطرحاصلیشـیءموردنظـربااسـتفادهاز WChuckHullدرســال ۱۹۸۶معرفــیشــدکــهبــهنــام
نر مافزارهـایطراحـیدرکامپیوتـرآمـادهم یشـودوسـپس اســتریولیتوگرافی شــناخته م یشــود .در ایــن روش ،بــا
ب هصــورتیــکفایــلبــاقالــب STLبــهچاپگــرفرســتاده تابانـدنلیزرهـایفرابنفـش UVبـهمـوادفوتـوپلیمـرنوعی
درشـ تمولکـولکـهتح تتأثیـرنـوریـاپرتوهـایفرابنفـش
م یشـودتـاچـاپگـردد. تغییرماهیـتم یدهد،اشـکالهندسـیپیچیـد‌هایایجاد
فراینــدچــاپســ هبعدیازطراحــییــکمــدلســ هبعدی م یشـود.درایـنفراینـد،لای ههایـیازمـوادجامـدب هصـورت
شـروعم یشـود.کاربـرم یتوانـدمـدلسـ هبعدیراطراحـی متوالـیبـرروییکدیگـرقـرارم یگیرنـدومقاطـععرضـی
کــردهیــاماننــدفای لهــایدیگــر،آنراازمخــازنآنلایــن مشــخصیراشــکلم یدهنــد.تابــشلیــزرباعــثبــرش
دانلـودکنـد.بـرایطراحـیمـدلسـ هبعدی،انـواعابزارهـااز ســریع،ذوبواتصــاللای ههــابــهیکدیگــرم یشــودودر
نر مافزارهایطراحیتااسـکنرهایسـ هبعدی،دسـتگا‌ههای
9
