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智能制造与3D打印科学课题介绍

· 科研课题

一、面向对象
材料学、力学、物理、数学等专业的大学生或极个别优秀的高中生(不超过 5 人)

二、课题领域

材料学与力学

三、课题单位

北京

四、课题目的
医学界把 3D 打印看做一场技术革命,它实现了从“人脑三维影像”、“电脑三维影像”到“真实三维解剖实物”的转变。2017 年,瑞士科研人员借助 3D 打印技术,制造出了全球首个形状、大小以及功能都与真人心脏高度相似的柔性心脏。

这种人造心脏使用柔软硅胶材料,由 3D 打印和失蜡铸造技术制作而成。尽管目前仍处在测试阶段,但是柔性心脏的出现让心脏疾病有了完全治愈的希望,同时它也为探索人体心脏的运作机制和医学领域的研究提供了新的思路与方向。

五、课题设计

  1. 3D 打印柔性心脏(文献研习+编程设计+实操) https://sketchfab.com/models/09ce20e146b24f71943b13dcdf099db9,调研一下网站中的 动画是如何实现的?即:用什么软件、通过哪些步骤制作出来的?
  2. 地球上动物的心脏有多少种类?从小的蚊子到鲸鱼,其心脏的结构有何区别?需要查询一些生物 学的书,看看目前人类都研究过哪些动物的心脏。
  3. 调研一下用来制作三维仿真物体的软件有哪些?用其中一种软件建立人类心脏数值模型。如3Dmax等。
  4. 如何将心脏的三维CT扫描数据转化成能用3D打印机打印的数据文件,如stl文件?需要调研有没有现成的软件直接转换?两类文件的数据结构是什么,进而编程自己转换?
  5. 目前世界上有哪些3D打印机能够直接打印软材料的心脏模型?需要进行调研,必要的时候需要咨询3D打印机的厂家。
  6. 如何用注模的办法浇铸心脏模型?如瑞士苏黎世联邦理工大学的做法,难点在哪里? 需要了解复杂结构的注模方法等。
  7. 了解生物3D打印机的原理,目前生物3D打印机都可以打印哪些器官,打印心脏的技术是否成熟?技术难度有哪些?如何克服?
  8. 用建模软件建模,并用3D打印机打印作品。

延伸调研

  1. 心脏相关的疾病;全球、中国各类心脏病的发病率;为治疗心脏病国家每年的花费;心脏相关的未知问题有哪些?
  2. 柔性心脏在心脏病临床治疗中的作用;
  3. 3D 打印柔性人造心脏发展状况;
  4. 给机器人(索菲娅)安装心脏的可行性分析。

六、课题周期

文献研习(4 个月)

实验动手(2 个月)

论文/报告写作(4 个月)

课程详情咨询:400-819-0003

泰博斯创新实验室

TABS-Lab

北京泰博斯教育科技有限公司

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