3d scanning cad / cam in de orthopedie
DESCRIPTION
3D Scanning Cad / Cam in de Orthopedie. Digital Orthopaedic engineering. Fred Holtkamp Associate lector Orthopedische Technologie Fontys Paramedische Hogeschool. Wat is cad cam Wat heb je nodig Wat kan het (niet) Wat is er beschikbaar Waar gaan we heen !. Cad Design. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
FH 1
3D Scanning Cad/Cam
in de Orthopedie
Digital Orthopaedic engineering
Fred HoltkampAssociate lector
Orthopedische TechnologieFontys Paramedische Hogeschool
27-06-2009
FH 2
Wat is cad cam
Wat heb je nodigWat kan het (niet)Wat is er beschikbaarWaar gaan we heen!
27-06-2009
FH 3
Cad Design
27-06-2009
Digital Orthopaedic Engineering I
FH 4
Wat is Cad Cam
• Design en Manufacturing met behulp van soft- en hardware.
• Waarom? • Sneller• Goedkoper• Eenduidig• Reproduceerbaarheid
27-06-2009
FH 5
Een voorbeeld
27-06-2009
FH 6
De 3 elementen
27-06-2009
Het begin
Cad modelleren 3D scannen
De simulatie
Cam productie
Het product
FH 7
CAD
27-06-2009
• Modelleren. Aanpassen, corrigeren van digitale modellen.
FH 8
CAD-Technieken
Drie verschillende modeling technieken
• Surface modelling• Solid modelling• STL modelling
27-06-2009
FH 9
Surface modelling
Methode:• Punten => lijnen => vlakken
Bijvoorbeeld:Rhino (www.rhino3d.nl)
27-06-2009
FH 10
Solid modelling
Methode:• Punten => lijnen => solids
Bijvoorbeeld:Inventor (www.autodesk.com)
27-06-2009
FH 11
STL modelling
Methode:• 3 punten => driehoeken
Bijvoorbeeld:Hexagon
27-06-2009
FH 12
Voorbeeld 1
27-06-2009
FH 13
Voorbeeld 2
27-06-2009
FH 14
STL modelling
Hexagon (www.daz3d.com)
27-06-2009
FH 15
Praktijkcase
1. Het modelleren van een EVO kan met behulp van goedkope software.
2. Het handwerk wordt vertaald in beeldwerk.
3. Een compleet andere denkwijze is onvermijdelijk.
4. Vergaande automatisering is noodzakelijk.
27-06-2009
FH 16
Uitwerking case
27-06-2009
FH 17
Uitwerking case
27-06-2009
FH 18
Uitwerking case
27-06-2009
FH 19
Uitwerking case
27-06-2009
FH 20
Discussie
1. Het modelleren van een EVO kan met behulp van goedkope software.
2. Het handwerk wordt vertaald in beeldwerk.3. Een compleet andere denkwijze is
onvermijdelijk.4. Vergaande automatisering is noodzakelijk.
27-06-2009
FH 21
Simulatie
27-06-2009
3d FEM simulatie t.b.v. spanningsanalyse
Cam Manufacturing
Digital Orthopaedic Engineering II
FH 23
Vormgeving
• Door materiaal toevoeging• LMT techniek
• Door Materiaal afname• Frees of draaitechnologie
27-06-2009
FH 24
Introductie LMT
• LMT = Layer Manufacturing Technology• Een reeks productietechnieken waarbij
producten laag voor laag opgebouwd worden.• Deze lagen bestaan uit vloeistof of poeder.
27-06-2009
FH 25
Staircasing LMT
27-06-2009
FH 26
Fused Depositioning Modeling
Stratasys:• Extrusie van gesmolten
polymeer• Materiaal: ABS, PC, PPSU• Bouwvolume: 250x250x250 mm• Snelheid: 1-150 mm/uur• Laagdikte: 0.1778-0.254 mm• Nauwkeurigheid: 0.2 mm
27-06-2009
FH 27
Printen in kleur
27-06-2009
FH 28
Micro-Stereolithography
Envisiontec:• Fotopolymerisatie op basis van
DLP• Materiaal: Acrylaat• Bouwvolume: 50x40x250 mm• Snelheid: 8-32 mm/uur• Laagdikte: 0.025 – 0.100 mm• Resolutie: 1280x1024
(pixelgrootte: 39μm)
27-06-2009
FH 29
3D metal printing
Prometal:•Materiaal: RVS, Aluminium, Brons•Bouwvolume: 190x190x150 mm•Snelheid: 2 mm/uur•Laagdikte: 0,1 mm•Nauwkeurigheid: 0,1 mm
27-06-2009
FH 30
3D metal printing
27-06-2009
FH 31
EOS GmbH:• Selective Laser Sintering• Materiaal: PA-12• Bouwvolume: 340x340x620 mm• Snelheid: 10-25 mm/uur• Laagdikte: 0,1-0,2 mm• Nauwkeurigheid: 0,2 mm
Selective Laser Sintering
27-06-2009
FH 32
SLS materiaal
• Anisotrope eigenschappen.• Minimale dikte ivm laagopbouw.• Nylon is een inert materiaal.• Hechting coating op basis van
micro-verankering.
27-06-2009
FH 33
Kenmerken• Geometrie vrijheid• Redelijke materiaaleigenschappen
– Treksterkte– Slagvastheid
• Produktkosten onafhankelijk van de complexiteit.
• Hoge graad van automatisering• Integratie van ontwerp en productie proces
27-06-2009
FH 34
Vervolg case
1. De geprinte onrthese afwerken met glasvezel.
27-06-2009
FH 3527-06-2009
• Freestechniek
Introductie verspanende technieken
FH 36
3D Scanning
Digital Orthopaedic Engineering III
27-06-2009
FH 37
Wat is 3D scanning
• Eisen en wensen• Wat is scannen• Meetsystemen
27-06-2009
FH 38
Eisen en wensen
• Toepassingsgebied orthopedie– Snel– Nauwkeurigheid 0,5 mm– Rondom– Belast
27-06-2009
FH 39
.
27-06-2009
Voorbeelden
FH 41
Contact
• Meetbandje• Meetpen
27-06-2009
FH 42
Contactloos
• Laser• Gestructureerd licht
Allen werken op de driehoeksmethode.
27-06-2009
FH 43
Laserscanner
27-06-2009
FH 44
Gestructureerd licht scanner
27-06-2009
FH 45
Driehoeksmethode
27-06-2009
FH 46
Voorbeelden contactloos 3d scannen
27-06-2009
FH 47
Dataverwerking
Diverse puntenwolken• Uitfilteren fouten (speckle)• Uitlijnen puntenwolken• Datacompressie• ExporterenEen mesh (STL-bestand)
27-06-2009
FH 48
STL formaat
• Uitsluitend driehoeken• Volledig sluitend / waterdicht• Hoeken binnen verhouding• Normaalvectoren uitwaards
27-06-2009
FH 49
STL formaat
27-06-2009
FH 50
Voorbeeld STL
27-06-2009
FH 51
Afsluitend 3D cad/cam:• 3 elementen nodig
– Cad [design] (simulatie)– Cam [manufacturing]– 3D scanning [data aquisitie]
• Voordelen: snel, reproduceerbaar, dossievorming
• Nadeel: geen ”gevoel”, belasting, nog duur..
Een niet te stoppen ontwikkeling
27-06-2009
FH 52
• www.rhino3d.com• www.vorum.com• www.biosculptor.com• www.josamerica.com• www.hexagon.com• www.wikipedia• F. Holtkamp, Cad Cam in de orthopedie• R. V. D. Burg TNO
27-06-2009
Bronnen