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    不同的需求所涉及到的材料也就不同，成本方面就会有较大的差异。下一个考虑取决于零件本身，特别是设计。3D打印非常适合制作独特的定制部件，例如，如果我们需要具有特定形状和尺寸的家居装饰品。像这样的3D打印部件会更便宜，因为我们可能找不到可购买的个性化部件。3D打印部件的另一个积极因素是，基本上，如果有人可以设计它的3D模型，你就可以3D打印它。你可以在线找到数百万个3D可打印模型，包括也可以购买的产品的STL文件。印刷流行设计的一个很好的例子，如果所需零件足够简单，您甚至可以在计算机辅助设计程序中进行设计，如果我们找不到想要的设计并且没有专业知识来为自己的对象建模，甚至可以聘请设计师为自己可能想要3D打印的更复杂的零件建模。但是，聘请设计师很昂贵，而且很可能不仅是购买零件的费用。3D打印可能比购买零件更有益的一个例子是，如果我们需要一些简单但具体的东西，例如沙发脚。你可能会在网上找到你正在寻找的确切设计，但沙发脚是一个非常简单的设计，因此您可以轻松调整另一个模型（这通常比从头开始建模更容易），然后进行3D打印。这个过程无疑会比购买它花费更长的时间，但我们会节省一些钱。时间与金钱在决定3D打印物品是否值得时。

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    而且减少了材料的消耗，在实际临床诊治中，修剪材料的图形可根据患者要求个性化设计。优化过程及模型效果见图图6。通过有限元仿真分析患者虚拟穿戴拓扑优化的支具，获得其脊柱矫形情况。其脊柱位移及支具变形云图见图图7，胸、腰部侧弯Cobb角分别减小至28°和°，较初始侧弯角度减小了78%和82%，具有较高的矫形效果。图注：脊柱比较大位移为，位于胸部侧弯椎置。图7脊柱矫形情况、打印实物及患者穿戴见图图8。图注：图A为3D打印切片模型；B为3D打印；C为支具实物模型；D为患者穿戴支具。图8模型3D打印流程及患者穿戴支具图患者穿戴支具贴合性较好，且可达到预期矫形效果。通过患者矫形前后X射线片及仿真分析，对比分析患者矫形情况，见图图9及表1。穿戴支具后患者的侧凸情况得到一定程度的矫正，由于仿真过程中对模型有简化处理，所以仿真结果较实际矫形度更高。图注：图A为正位片，B为侧位片。图9穿戴支具X射线片患者穿戴支具满意度评估见表表2，整体对支具较满意。该支具透气性良好且外形美观，患者穿戴后，与皮肤贴合性较好，侧弯矫正位置疼痛感较轻，可进行弯腰、蹲起等日常活动，且束带可微调松紧度，不影响日常生活。

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   3讨论目前虽然国内外学者对利用计算机技术设计制造支具有所研究，但针对患者体廓脊柱支具轮廓设计及其三维拓扑优化设计尚存在诸多挑战问题。如何实现临床矫形效果、更符合人体学设计且结构强度比较好化的个性化脊柱侧凸支具是提高临床矫形效果的关键。此次研究提出快速设计制造脊柱支具的工艺，通过数字医学、计算机辅助设计、3D打印等技术，实现符合人体工程学、结构强度比较好化及临床适应性设计的个性化脊柱矫形支具提高目前临床矫形效果。文章通过个性化设计及快速制造支具方法设计制造符合患者矫形需求的支具，经患者穿戴测量，在冠状面和矢状面均可达到矫形目标，并降低了平背等副作用。文章旨在研究达到临床矫形要求，准确设计且定制化生产满足患者需求的支具，以1例患者为例，采用多个通用软件进行设计分析等处理，整个过程方便快捷，并将在后续推广至多名患者进行研究分析，为更多医师及患者提供便捷。脊柱侧凸患者的侧凸类型、侧凸椎置、身材等结构均不同，导致支具不能满足个体差异的需求。长期穿戴不合体的支具，易****患者侧凸部位，引起疼痛、压疮等问题，同时影响矫正效果。通过个性化设计及快速制造支具方案，获得满足患者个性化需求的支具。

    将支具虚拟穿戴到患者有限元模型，定义一组节点固定支具位置。边界条件为：固定骨盆的所有自由度，约束脊柱模型T1上表面矢状面的自由度，保持冠状面的自由。对支具施加束紧力模拟人体矫形效果，施加不同束紧力分析患者脊柱侧凸的变化情况。支具优化：结构拓扑优化是根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料进行比较好分配的数学方法，以达到轻量化设计，提高材料利用率、减轻模型质量等性能，其有3个要素：目标函数、设计变量和约束条件。在实践过程中，目标函数可采用质量、体积、应变能等表示。设计变量可用厚度、材料类型、质量、频率等表示。，打印采用熔融沉积原理，在打印喷头内将材料高温加热熔化，喷头沿预设的零件截面轮廓和填充轨迹准确运动，挤出材料迅速凝固，在立体空间排列形成立体实物。脊柱支具尺寸为395mm×343mm×400mm，模型厚度为4mm，打印材料为PC-10，支撑打印材料为SR-110，打印层厚为，打印精度较高，可满足个性化支具设计的精度要求。①躯干生物力学分析；②仿真分析支具及躯干应变及位移；③患者穿戴支具前后矫形效果(满意度)。根据模糊理论和层次分析法，参照张爱平等建立的舒适度主观评价评分表统计患者满意度。

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    1对象和方法选择1例14岁右胸弯和左腰弯特发性脊柱侧凸男性患者，侧弯类型为RigoA3型，胸、腰椎侧弯Cobb角分别为36°及24°，比较大侧弯位移处为T8、T9和L3椎骨。患者正侧位X射线片见图1。患者及其监护人对试验方案知情且同意。图1青少年特发性脊柱侧凸患者正侧位X射线片、医学建模和有限元分析等技术，快速实现支具的设计、优化和制造等工艺。：根据患者年龄、侧弯角度、Risser指数等数据，诊治医师对青少年特发性脊柱侧凸患者做出诊断，判断患者采用手术或支具。此文主要研究支具的方法，对手术不做详细说明。利用手持式三维扫描仪扫描患者体表信息，结合CT扫描数据利用医学建模软件建立的患者骨骼模型，构建出患者骨-肌三维模型。利用有限元分析软件Abaqus对该模型进行有限元受力分析，结合受力情况设计支具模型。为减轻支具质量，增加透气性，对支具进行拓扑优化获得比较好支具模型。将优化后的支具模型输入到3D打印机，打印出支具模型，患者穿戴后对其进行舒适度等评价反馈。，以特发性脊柱侧凸患者的CT断层图像数据为基础构建完全基于人体解剖结构的有限元模型，在此基础上利用生物力学原理分析不同矫形力的矫正效果。利用手持式三维扫描仪对患者体廓进行扫描。

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    目前国内外多名学者与研究人员在陶瓷3D打印技术领域进行了大量的研究。目前国内的基本研究状况如下：大连理工大学牛方勇、吴东江等利用激光近净成形技术及未添加任何粘结剂的纯陶瓷粉末直接制备了Al2O3/ZrO2共晶陶瓷薄壁结构。陶瓷结构的激光近净成形是激光、粉末及熔池的交互作用过程，需要激光束达到105W/cm2以上的功率密度才能实现高熔点陶瓷材料的熔化，成形过程中伴随着极大的温度梯度及热应力。同时由于陶瓷材料的本征脆性，导致裂纹的产生成为陶瓷激光近净成形过程中的主要缺陷，因此工艺参数优化的目标也主要集中于裂纹的。华中科技大学史玉升团队通过溶剂沉淀法将粘接剂尼龙12覆膜至纳米氧化锆粉末的表面，然后对覆膜后的粉体进行激光选区烧结成形，并通过传统的冷等静压技术对SLS零件进行致密化处理，经脱脂烧结后的氧化锆陶瓷烧式样的相对密度和维氏硬度分别达到了97%和1180HV1。另外，兰州理工大学徐慧文利用浆料微挤压快速成形技术对3Y-ZrO2全瓷牙冠制备工艺进行了研究。清华大学李亚运对陶瓷无模直写成形技术进行了研究。兰州理工大学宁会峰，阎相忠等对水基光固化陶瓷浆料的粘度与分散性进行了研究。西安交通大学李涤尘团队利用投影机中微小反射镜阵列。

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