3D打印在昆明

发表于 2015-11-19 09:41:54 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 打印 上一主题 下一主题 0 13766

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“北漂”4个月后,24岁的云南小伙耿佳维回到了云南。这个2014年7月从天津科技大学本科毕业,学材料成型及自动化专业的理工男决定,要“半路出家”,进入他认为很有发展前景的3D打印行业。2014年的12月,他以3D建模技术人员的身份,进入云南增材佳维科技有限公司。

耿佳维加盟时,增材公司刚成立4个月。但企业宣传册中透露出,他们5年前就已开始“运作3D打印技术的相关市场”。现在,这家公司聚集了一批对3D打印技术感兴趣,且看好行业前景的年轻人。和耿佳维一样,公司里的一些员工也是“半路出家”,包括公司的领导层。

昆明本地的3D打印行业,虽然和国内众多3D打印企业一样,在人员、技术、市场等方面还未成熟,但这门肇始于上世纪80年代的新兴技术,已开始在昆滇的医疗、教育等领域推广运用,开始逐渐显露出它独特的作用。


一颗3D打印一次成型的人类心脏模型。3D打印虽然能够模拟出人类的各个组织,但是真正用于人体的技术还尚未成熟,只能用于术前参照 本版图片 都市时报记者 杨帆

一场由3D模型引导的手术

有了3D模型做参照,手术将得到更大的保障,医生对手术就有更强的信心,“做手术的胆子大了”。

2015年9月1日。

做手术的前一天下午,云南省第一人民医院肝胆外一科医生王俊峰在示教室,跟一名患胰腺肿瘤、肝脏血管肿瘤和胆囊息肉,需做多器官联合切除手术的女性患者及其家属沟通时,拿出患者患病部位的仿真立体3D打印模型,“给他们介绍病情和手术方案,讲开刀和腹腔两种方案的利弊”。王医生说,有了3D模型,不但医生讲解起来更容易,病人和家属也更容易理解。双方沟通了半个小时,病人家属选择了腹腔镜手术方案。

43岁的王俊峰从医已18年。以往,他拿着CT片跟病人家属沟通手术方案时,后者要么抱着“反正也不懂手术”的心态随便看看,要么提很多问题,但他“讲了1个小时左右人家还是不懂”。

此次腹腔手术,有了3D打印模型,患者虽然不懂专业知识,但是看着医生拿模型讲解,“听得懂医生说什么”。不仅如此,有了3D模型做参照,手术将得到更大的保障,医生对手术就有更强的信心,“做手术的胆子大了”。

王医生把病患部位的3D打印模型比做手术的“导航地图”,方便医生专注于手术。在手术过程中,医生不用再像以前那样——拿着CT片看,然后“在脑子里做二次信息转换”,将二维信息转换成三维信息,然后再谨慎地动刀。有了模型和CT片对照,医生对病患部位的判断更加准确直观。

“手术的风险也会降低。”王医生说,像这种通过腹腔镜做的多器官联合切除手术,虽然给患者带来的创伤小,但因手术空间和视野偏小,因此“做得不多”。如果没有3D模型做参照,医院可能会选择开刀,而这将给患者带来更大的创伤。

9月1日上午,肝胆外一科的4名医生和2名护士,在3D打印模型和CT片引导下,用了3个小时左右的时间,成功切除患者的胰腺肿瘤、肝脏血管瘤和胆囊息肉。“手术更有保证,医生也有信心。”王医生说,“以往做开刀手术,可能要4个小时”。

手术后,患者恢复得很快,且没有出现并发症,9月10日就出院了。

这一手术案例被多家媒体报道,被认为在国内处于领先地位。2个月前,云南省第一人民医院和增材公司合作成立3D打印课题组,并首次利用3D打印模型指导完成肝脏肿瘤切除手术。

“根据公开的报道,这在西南地区是首例。”王医生说,目前医院放射科、肝胆外一科均参与课题组。截至今年11月9日,该院已4次利用3D打印模型进行手术规划,在模型引导下完成了3例手术。
工作人员利用3D影像成像技术扫描人脸,并建立模型

“烧钱抢占市场”

“现在都是投钱不赚钱,只是现在先抢占市场。以后技术进步了,成本就降下来,那会儿估计就好做了。”

在利用3D打印模型引导的多器官联合切除手术中,云南省第一人民医院先根据CT片制作出病患部位的大致模型,再将模型连同已标出肿瘤位置的CT片一起,发给增材公司,进行模型修复和打印。

入职还不满1年的耿佳维,作为3D建模技术人员,已经很熟悉制作流程——这个跟成年人一对拳头差不多大小的模型,需要先花2个小时进行修复,再将模型数据转化为3D打印机支持的STL格式,然后将之导入电脑切片软件,进行分层,继而将之生成打印机可识别代码,最后才由打印机自动打印出来。模型打印出来后,耿佳维还要用钳子去掉模型的支撑部分,再用打磨工具对模型的粗糙部位进行打磨。

仅这一个塑料器官模型,打印就用了15个小时,成本则是1600元。“基本上(材料)都得提前一两天给,不然完成不了。”耿佳维说,“要是打印失败,都得重新打印,还不能回收。”因此,耿佳维一般同时打印2个模型,以防其中一个不能使用。

与单一器官模型相比,一个摆放在增材公司一楼展厅的约30厘米高的人像模型,打印成本更是高达四五千元。增材公司购入了数台高端打印机,以提高自身的技术设备档次。这些机器每台的市价均在10万元以上。增材公司也生产打印机,目前已产了80台3DP-240,市价在1万元以下。该公司员工秦宝宏介绍,目前公司有一条生产线,4个员工3小时就能组装1台打印机。

当下,有一种普遍的观点认为,国内的3D打印行业因为技术及市场所限,还处于一个“烧钱”的过程,投资很难在短期内得到回报。增材公司总经理冯强也表示:“现在都是在投入,基本上没有产出。”

现阶段运行成本昂贵,盈利模式又还在探索,杨璟认为公司是在冒险。但是,从业者们还是很看好这个产业。

“目前成本很高,市场也才开始起步,我们还在寻找可能性。”杨璟说,他看好3D打印行业的未来。

“现在都是投钱不赚钱,只是现在先抢占市场。”耿佳维说,“以后技术进步了,成本就降下来,那会儿估计就好做了。”



利用3D打印完成的玩具

“新生事物”尚存空白

云南的3D打印行业还存在诸多空白,除了相关运用技术还未成熟,市场才起步之外,懂得把3D打印技术运用到生产、生活中的人也不多。

做完那台3D打印模型引导多器官联合切除手术后,王俊峰医生感慨:“没有3D打印,只有70%的信心;有了3D打印,就有90%的信心。” 不过,他希望一些技术细节能得到改进。

手术中所用的3D打印模型,主要是红、蓝、白3种颜色,但真实的器官颜色更多样,而3D打印机还不能打印出更多种颜色。“多色彩打印如果能实现,空间感就更强。”王俊峰说,有的颜色还是他后面加上去的。耿佳维也认为,公司现有的打印机不能实现多色彩打印,限制了3D模型的运用范围。

王医生希望以后的3D打印设备能打印出具有可替代性的人体器官,“运用到临床,对患者生命有意义”。但是现在,他觉得“本身用的人少,这就是个问题”,只有用的人多了,才会发现更多需改进的细节。

跟医院打交道一段时间后,耿佳维感到,如果公司员工中有人能看懂医疗影像,以后为人体器官打印模型就会容易些。但是,他发现周围的同事不少都是“半路出家”,3D打印技术人才很匮乏,“高校还没有专门的培养,都是企业培养的。”

据公开报道,昆明现有5家与3D打印相关的企业,其中高新区有3家(包括增材公司在内),呈贡区有2014年成立的云南滇中恒达科技有限公司(简称“恒达公司”),另外一家是中国船舶重工集团公司昆明七零五所科技发展总公司的3D打印事业部。这5家3D打印企业几乎都是在2014年前后进入这一行业的,其中至少已有3家有能力生产不同类型的3D打印机。今年6月的南博会上,3D打印技术成为一大亮点。

增材公司总结国内3D打印行业现状时认为,“3D打印技术仍属于一个新生事物”。大众对3D打印技术的认知率偏低,不怎么了解3D打印技术的特点,对其应用的印象也是模糊的,因此还“需长时间普及”。杨璟说,现在云南3D打印行业还存在诸多空白,除了相关运用技术还未成熟,市场才起步之外,懂得把3D打印技术运用到生产、生活中的人也不多。

自认为也是“半路出家”的耿佳维入职至今仍觉得,“需要学的技能多了去了”。他

现在一方面想帮公司打开市场,另一方面想组织教育培训,让更多人了解并会用3D打印技术。他认为:“我自己玩没意思,大家一起玩才有意思。”

在今年的南博会上,增材公司专门设立3D打印展览区和体验区,此举效果很好。总经理冯强说,公司近期计划开一次培训体验营,组织几十名学生来公司参观体验。但是一直到11月16日,这一计划还尚未启动。
用于3D打印的材料

要从娃娃抓起”

按计划,到2016年春季开学时,将有5365所学校开设“3D打印集成系统教学课程”。

增材公司还在酝酿开设培训体验营时,位于昆明理工大学呈贡校区的恒达公司,从2014年9月成立至今,至少已开了4次针对中小学生的3D打印体验营。在昆明目前的5家3D打印企业中,在将3D打印技术推广运用到教育领域上,恒达公司无疑走在了前面。

据恒达公司工作人员娄翠红介绍,每次开体验营,一般都有30-40名学生参与,最少也是10多名。体验营所使用的打印机,是该公司研发的3DP型号打印机,学生可用来打印人像模型、文化创意产品等。体验营以授课为主,学生也参与模型打印,其目的是启发学生的设计思考能力。体验营从上午9点到下午4点45分,除午餐和休息时间外,其间学生要学习3D扫描、3D打印、软件编辑等内容,体验3D扫描和3D打印机操作。

从第一期体验营反馈情况来看,31名学生都很喜欢体验营,学生们最喜欢的环节是亲自操作3D打印机。在这些小学生眼里,3D打印机可以打印出“各种想要的东西”。

比开办体验营更有意义的是,3D打印可以引用进学校课堂的教学中。今年5月中标云南省教育厅“全面改薄”项目后,恒达公司分3批次向全省16个州市的5365所中小学提供6000套“3D打印集成系统”(包括扫描仪、打印机和软件系统)。“一般一所学校配一套,有的学校也配2套。”娄翠红说,这6000套系统,除了1000套是丘成桐捐赠之外,其余5000套均是打5折出售。系统今年6月开始分批发送,到11月12日,第一批2000套已送达相应学校,接下来的2批也将陆续送达。按计划,到2016年春季开学时,上述5365所学校将开设“3D打印集成系统教学课程”。

“有了3D打印机,可以根据教学内容,打印出教学用具。”娄翠红举例说,比如讲赵州桥,如果老师只是拿课本讲,学生可能听过后就忘了,但是如果把赵州桥打印出来,学生就能直观地看到微缩版的桥,这种教学方式效果会更好。此外,还可以打印出英语字母,有助于学生记单词。
11月,由云南省教育厅主办,昆明理工大学和恒达公司承办的“云南省教师骨干3D打印集成系统培训”已进入尾声。这一培训项目,是为了配合上述中小学明年春节开设“3D打印集成系统教学课程”,受训教师主要学习如何操作3D打印集成系统。

从今年8月到11月12日,共有5515名教师受训。培训期间,恒达公司专门录制了几名受训教师的受访视频。一名女数学老师受训几天后,学会了为自己制作人像模型。她说:“这个设备以后带到学校,我觉得我们作为老师,会尽自己做大的能力,把它运用到教学中。”

3D打印技术仍属于一个新生事物。大众对3D打印技术的认知率偏低,不怎么了解3D打印技术的特点,对其应用的印象也是模糊的,因此还需长时间普及。
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