基于Moldex3D的油漆桶桶盖注塑成型过程分析

利用模流分析软件Moldex3D模拟油漆桶桶盖注塑成型过程,研究桶盖模具使用阀式热流道与开式热流道两种不同浇注方案的成型差异,并结合仿真结果设计热流道。通过设计Taguchi DOE实验的因素与水平,优化桶盖产品的注塑工艺参数。结果表明:设定工艺参数为熔体温度250℃,保压时间2 s,冷却时间18 s时,产品没有短射、包封等外观质量问题;优化后的注塑工艺参数有效降低了产品的冷却时间。

3D打印技术在创伤性骨折中的应用

背景:3D打印技术可根据患者实际病情和治疗需求设计构建模型、手术导板和个性化植入体或固定物,在创伤性骨折修复中展示了巨大的应用前景。目的:综述3D打印技术在创伤性骨折中的应用。方法:检索Web of science、PubMed和中国知网数据库2020-2024年发表的创伤骨科领域3D打印技术应用的相关文献,英文检索词为“traumatic fracture,3D printing technology,digital model,surgical guide”,中文检索词为“创伤性骨折,3D打印技术,数字模型,手术导板”,经筛选和分析,最终纳入60篇文献进行分析。结果与结论:①创伤性骨折是各种致伤因素导致的骨骼连续性中断和完整性破坏的骨折现象,以可靠方案提高复位愈合效果,已成为骨外科相关研究领域亟需解决的热点问题;②3D打印技术是以数字模型数据为基础的,运用粉末状金属或聚合物等可黏合成型材料以立体光刻、沉积建模和光聚合物喷射等形式制造满足需求三维实体的技术,在数字骨科生物医学领域应用广泛;③3D打印技术在疾病诊断、术前规划、重建骨折三维模型、定制骨科植入体、定制固定支具及假肢、手术导板制作和骨缺损修复等方面发挥了显著的优势,可根据患者实际病情和治疗需求设计构建模型、手术导板和个性化植入体或固定物,为创伤性骨折的治疗提供了新的思路。

3D打印个体化截骨导板结合定制钢板在开放楔形胫骨高位截骨中的应用

背景:3D打印个体化截骨导板辅助开放楔形胫骨高位截骨治疗膝骨关节炎具有手术时间短、透视次数少、矫正精准度高等优点。但之前报道的截骨导板对周围软组织破坏严重、锁定钢板位置不当等问题依旧明显。目的:探究3D打印个体化截骨导板结合定制钢板辅助开放楔形胫骨高位截骨治疗膝骨关节炎的临床疗效。方法:收集20例确诊为膝骨关节炎的患者,按手术方法分为3D组和常规组,每组10例。3D组采用3D打印个体化截骨导板结合定制钢板辅助开放楔形胫骨高位截骨手术,常规组进行常规开放楔形胫骨高位截骨手术。分析比较两组患者手术时间、透视次数、切口长度,术前和术后髋膝踝角、胫骨近端内侧角、胫骨后倾角以及计划矫正角度与实际矫正角度的差值,术前和术后1,3,6个月膝关节活动度及Lysholm评分,另外记录并发症发生情况。结果与结论:①3D组患者的手术时间、透视次数少于常规组,差异有显著性意义(P<0.001);②两组患者的术后髋膝踝角、胫骨近端内侧角均较术前增大,差异有显著性意义(P<0.001),而胫骨后倾角无明显改变;3D组术后髋膝踝角、胫骨近端内侧角及胫骨后倾角与术前计划值分别相差(-0.22±0.72)°、(-0.20±0.73)°和(0.23±0.37)°,但差异均无显著性意义;3D组计划矫正度数与实际矫正度数的差值较常规组小,差异有显著性意义(P<0.05);③两组患者术后膝关节活动度及Lysholm评分均逐步升高(P<0.001);3D组术后1,3个月的膝关节活动度及术后1个月的Lysholm评分优于常规组,差异有显著性意义(P<0.05);两组患者术后3个月的Lysholm评分、术后6个月的膝关节活动度及Lysholm评分差异无显著性意义(P>0.05);④两组患者均无并发症发生;⑤上述结果说明3D打印个体化截骨导板结合定制钢板辅助和常规方法均有良好的临床疗效,但前者的手术时间更短,透视次数更少,术后膝关节功能恢复更快;并且3D打印个体化截骨导板可精准实现术前规划。

3D打印个性化正畸装置对单根牙垂直移动的三维有限元分析

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。

生物3D打印仿生支架促进肩袖损伤后的愈合

背景:大多数肩袖损伤发生于冈上肌腱,由于肌腱组织缺少血管以及肩袖复杂的解剖结构,临床治疗效果非常有限。组织工程技术和干细胞生物学的快速发展为提高肌腱修复质量带来了新的希望。目的:通过生物3D打印技术制备人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架,观察该支架修复肩袖损伤的效果。方法:(1)体外细胞实验:制备明胶微载体,将人脐带间充质干细胞接种于明胶微载体表面构建组织工程化干细胞。制备甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水,使用甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水重悬组织工程化干细胞,放入3D打印机的生物墨水容器中进行打印,蓝光照射固化5 min后即得人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架。通过死活染色、CCK-8实验检测支架内人脐带间充质干细胞的活性。(2)动物体内实验:采用随机区组设计方法将24只SD大鼠随机4组,每组6只:正常组不进行任何处理,肩袖损伤组、单纯支架组、细胞支架组建立冈上肌腱撕裂的肩袖损伤模型,单纯支架组、细胞支架组造模后分别将甲基丙烯酸酐化明胶支架、人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架植入肌腱损伤处。术后4周,分别进行大鼠行为学测试及肩袖冈上肌腱组织学病理组织形态观察。结果与结论:(1)体外细胞实验:死活染色结果显示,明胶微载体可减轻3D打印过程对人脐带间充质干细胞造成的损伤,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞存活率升高;CCK-8实验结果显示,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞活性无明显变化。(2)动物体内实验:行为学测试结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组大鼠四肢运动功能明显改善;肩袖冈上肌腱苏木精-伊红与Masson染色结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组肌纤维排列较规律,无明显的炎性细胞浸润,胶原容积百分比降低;免疫荧光染色结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组肩袖冈上肌腱内白细胞介素6、肿瘤坏死因子α蛋白表达明显降低。(3)结果表明,生物3D打印的人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架可促进肩袖损伤组织修复再生。

巴斯夫将在德国路德维希港增加X3D■催化剂成型技术的产能

巴斯夫将扩大X3D■技术产能,这是一种基于3D打印的新型催化剂增材制造技术。该装置将以工业规模生产催化剂,并预计于2026年投入运营。X3D■技术标志着催化剂设计和生产的一次重大突破。采用该技术生产的催化剂不仅具有优异的机械稳定性,而且具有透空式结构,大大降低了反应器的压降并增加表面积。这些优化提升了催化剂的性能,助力客户实现更高的装置效率,客户可以从反应器产量的增加、产品质量的提升和能耗的降低中受益,从而实现绿色转型的目标。X3D■技术的一个关键优势是其多功能性,可广泛应用于多种催化材料,包括贵金属和非贵金属催化剂以及载体。这种灵活性使巴斯夫能够根据客户的特定需求定制催化剂,精细调整填充模式、纤维直径和方向等参数。巴斯夫高级副总裁、工艺催化剂全球业务部负责人Detlef Ruff表示:“巴斯夫始终致力于引领化工催化剂行业的创新。X3D■代表着催化剂生产技术的重大突破。客户在获得生产效能提升的同时减少碳足迹。”巴斯夫副总裁、定制催化剂与新业务开发负责人Jens Perregaard表示:“多年来,巴斯夫已成功地在商业化装置中使用X3D■催化剂,取得了非凡的成就。这项技术有望以极高的效率和更快的市场响应速度,为绿色和传统价值链塑造未来。”

3D打印技术在口腔医学、颌面外科修复重建中的作用与优势

背景:3D打印技术独特的优势为口腔医学的发展开拓了新的思路。目的:总结3D打印技术在口腔医学中的应用进展。方法:利用计算机检索中国知网和PubMed数据库,以“3D打印,口腔科学”为中文检索词进行分类检索,以“Three-Dimensional printing,stomatology,Dentistry,prosthodontics,oral implant,orthodontics,oral and maxillofacial surgery,dental pulp disease,periodontitis”为英文检索词进行关键词检索,经阅读初步排除与文章主题不相符的文献,根据纳入标准和排除标准,最终纳入54篇文献进行汇总。结果与结论:在口腔医学领域,3D打印技术的应用范围正迅速拓展,逐步取代传统的临床诊断和治疗方式,通过结合数字化技术和先进的材料科学,3D打印可以精确地创建三维模型,为口腔疾病治疗提供了个性化解决方案,确保医师能够在手术前进行详尽的规划和预览,提高手术的安全性。3D打印技术在定制化义齿制作、个性化种植、无托槽隐形矫治等多方面呈现出了显著优势,基于此项技术,医师可以根据患者口腔结构和需求实行精准设计与制作,为患者带来良好的治疗体验和预后效果。3D打印技术在微创牙髓治疗及牙周组织再生方面也展现出了巨大潜力,3D打印的支架和植入物可为干细胞提供适宜环境,促进牙周组织的再生和修复,但目前3D打印在再生治疗仍处于发展阶段,还需更多的研究和实践来验证其临床应用的效果和安全性。

基于X3D的虚拟场景交互架构的实现方法研究

在分析X3D(Extensible3D)与VRML异同点的基础上,对X3D的系统运行内部机制进行了讨论,并使用SAI(SceneAccessInterface)的方法对虚拟场景进行交互。对通过外部原型操作物体定性运动进行了分析,并说明了具体实现的方法。以X3D-EDIT作为原型系统的开发工具,给出了虚拟环境中实现人机交互的应用实例。

基于X3D的网络3维GIS研究

在分析网络3维GIS研究现状基础上,指出当前网络3维GIS的不足,即VRML规范本身存在不足以及在地理信息共享与互操作方面存在局限。X3D是代替VRML的下一代交互式3D规范,支持XML格式的编码。提出一个基于X3D的网络3维GIS原型系统,试图克服传统网络3维GIS中的不足。

基于X3D/VRML的三维场景设计与实现

介绍了如何运用新的三维图形技术X3D,并结合VRML及JAVA技术进行基于WEB的交互式三维场景的创建。文章首先分析了人机交互行为的特点,给出了虚拟飞行和导弹发射系统实现的模型,并结合虚拟飞行与导弹发射的工程实例,研究了JAVA对VRML对象控制,及如何在三维图形创建中利用X3D技术,结合实例分析了X3D技术的优势。

基于X3D实现机械创新设计虚拟实验系统的构建

交互性有利于激发学习兴趣和认知主体作用的发挥。有创新才有知识的巩固和发展。机械创新设计虚拟实验室是一种开放的实验室,它依赖于计算机网络环境下实验环境,具有交互性好、沉浸感强、制作和使用方便,开拓思维,激发学习兴趣,提高动手能力和协作性等特点。文中分析了构建基于X3D的在线机械创新设计虚拟实验的关键技术、建模和应用,利用X3D技术实现了在Internet上能和用户交互的机械创新虚拟实验系统。对如何作机械设计虚拟实验进行了分析探讨,论述了机械设计虚拟实验室的设计实现过程。

基于X3D的仿真可视化支撑服务研究与实现

X3D集成XML,Java以及流媒体技术支持基于Web的三维可视化建模和渲染,是当前Web3D的标准。网格技术是一种新兴的Internet计算模式,通过构造动态的虚拟组织实现计算资源的共享与协作。本文将X3D技术与网格技术、J2EE技术相结合,构建基于Web的仿真可视化支撑环境体系结构和相应的可视化支撑服务,实现广域网内基于浏览器访问、共享和组装多种武器、地形、特效的三维模型,快速定制和构建三维可视化应用,构造虚拟仿真环境。对仿真可视化支撑环境体系结构及服务实现的关键技术进行了详细的介绍。

基于Moldex3D的塑料储罐封头浇注系统优化分析

运用Moldex3D专业分析软件,以ABS材料的内螺纹为2.5″-8NPSM的储罐封头为分析对象,对采用不同浇注系统的制品模型进行注塑过程模拟。通过对翘曲变形及节点位移等结果的对比分析,最终得出较优的浇注系统设计方案。

基于X3D构建高效的虚拟场景

随着国民经济和计算机软硬件技术的飞速发展以及人民生活水平的不断提高,虚拟现实技术开始广泛用于社会的各个领域。X3D也已经被定义为可交互操作、可扩展、跨平台的网络3D内容的国际通用标准。真实感、实时性和交互性是虚拟环境的重要特性,结合现有的虚拟现实技术对基于X3D的虚拟场景之开发原理及其开发技术进行了研究,通过实例阐述了虚拟现实应用开发的基本手段和过程,并进一步分析了优化应用的方法,对加快浏览虚拟场景、提高虚拟场景信息的展示效果进行了探索。

X3D:新一代面向Web的交互式三维图形规范

当前虚拟现实造型语言(VRML)的国际标准存在严重问题,阻碍了面向Web的交互式三维图形技术的深入发展。为此,Web3D联盟提出了下一代面向Web的交互式三维图形规范X3D。X3D采用XML编码,以软构件技术为指导,定义了一个小型运行内核、一组API和多个扩展集,具有小型化、可扩展、与Web上的多种标准互操作和与多种媒体紧密集成等特性。本文主要介绍了X3D的产生背景、概念和组成,并在此基础上分析了X3D的关键技术和X3D浏览器的实现。

X3D虚拟场景与Java交互研究

介绍了X3D规范之一的场景访问接口(Scene Access Interface,SAI)的概念及其提供的功能服务,并介绍了X3D虚拟场景通过SAI和Java交互的两种方法的原理和实现过程:通过Script节点的方法和直接与外部程序交互的方法,并举例说明了两种交互方式。应用表明,虚拟场景通过SAI和Java的交互是一种行之有效的交互方法。通过X3D和Java的结合,开发人员能够获得Java功能强大的逻辑控制和网络通信能力以增强虚拟场景的交互性,构建功能更加强大的网络虚拟现实系统应用。

基于X3D的在线虚拟室内漫游系统的研究与应用

介绍了在网络上基于X3D规范新特点和应用,分析了构建在线虚拟室内漫游系统的关键技术,提出基于X3D技术的虚拟室内漫游场景建模和应用。利用X3D技术设计了在线虚拟室内主场景,通过结合ASP技术实现了一个在Internet上表现的,能和用户交互的,可由用户设计的,可扩展的平台,让用户能够按照自己的意愿漫游的虚拟室内漫游系统。

基于X3D技术的化学灾害事故处置在线培训系统

从消防部门处置化学灾害事故训练需求出发,采用基于Web的虚拟现实和智能组卷技术,设计并实现了一种化学灾害事故处置在线培训系统。按照化学危险品在储存、运输、生产环节中发生泄漏、燃烧和爆炸等事故类型进行分类,提供了危险源理化性质、事故特点及危害性分析、灭火救援行动措施等知识的在线学习和考试功能。在技术实现方面,采用互联网Web3D标准X3D技术,以三维方式模拟事故场景和表现知识内容,为用户提供了一个网络化、沉浸式的三维互动学习模式和环境。系统的设计和实现为化学灾害事故处置培训工作网络化、培训内容系统化、表现形式多样化提供了一种新的思路。

基于X3D的虚拟场景动态交互技术研究

分布式虚拟现实具有虚拟现实的交互特性和网络的分布特性,满足了异地用户协同工作的需求。由于受到网络带宽、时延以及异构性等因素的限制,分布式虚拟现实系统中的3D图形文件要求尽可能小并具有跨平台的特性。本文介绍了基于X3D的虚拟场景中用户和场景交互的原理、方法以及实现过程,并给出了一个典型的应用实例。

基于X3D的工程制图网络虚拟模型库开发

网络虚拟模型库在工程制图教学中有着广泛的应用前景。相对于VRML,X3D作为新一代虚拟现实网络程序语言具有更成熟的标准。论文重点介绍基于X3D开发网络虚拟模型库的过程及关键技术,并通过实例说明建立三维模型与实现过程虚拟的方法。网络虚拟模型库可弥补课堂教与学的不足,也可作为远程教育的教学工具。