Additiv fremstilling, mere almindeligt kendt som 3D-print, er en proces, der genererer et fysisk 3D-objekt ud fra en digital fil. Det første trin i denne proces består i at skabe en digital 3D-model ved hjælp af modelleringssoftware. Den digitale model fungerer som et “blueprint” for det ønskede 3D-objekt og sendes til en printer, hvor materialer deponeres lag for lag, indtil et 3D-objekt er syntetiseret. Forskellige materialer som f.eks. plast, metal og keramik anvendes til at skabe en lang række genstande, herunder bildele, tøj og endda skydevåben, for blot at nævne nogle få. Desuden kan biomaterialer – både syntetiske og naturlige – anvendes til at skabe objekter, der kan understøtte biologiske systemer. Der synes ikke at være nogen grænse for, hvad 3D-printing kan printe til eksistens.
I løbet af det seneste årti har fremskridtene inden for 3D-printingteknologier ændret den måde, hvorpå produkter designes, udvikles og fremstilles. Store virksomheder kan skabe billige skalamodeller af produkter på kort tid i en proces, der kaldes rapid prototyping. I 2014 var ingeniører på universitetet i Aachen i stand til at fremstille og afprøve en elbil på blot 12 måneder ved hjælp af 3D-printteknikker – noget, der ikke ville være muligt at opnå med de nuværende fremstillingsmetoder.
Den mest bemærkelsesværdige er måske dens anvendelser inden for sundhedssektoren. Midt i den nuværende COVID-19-pandemi er der på grund af en øget efterspørgsel blevet designet og fremstillet personligt beskyttelsesudstyr (PPE) og respiratorer til støtte og beskyttelse af medicinsk personale og patienter. Med sundhedssektoren som den hurtigst voksende industri inden for 3D-printing er der her nogle af de nuværende og forventede anvendelser.
Aktuelle og fremtidige anvendelser inden for sundhedssektoren
1. Præoperativ planlægning
Medicinsk billeddannelsesteknologi som f.eks. magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) og computertomografi (CT) anvendes ofte til præoperativ og præoperativ planlægning. Når disse teknikker anvendes alene, er de imidlertid behæftet med betydelige begrænsninger, herunder vanskeligheder med at visualisere komplekse uregelmæssigheder og patologier. Implementering af 3D-printning inden for dette område bliver mere og mere almindelig; nu kan patientscanninger bruges til at skabe 3D-modeller af specifikke anatomiske områder og planlægge procedurer præcist. Dette har flere fordele: Der bruges mindre tid på operationsstuerne, de postoperative ophold forkortes, og der opstår færre komplikationer under operationen. Et eksempel på brugen til præoperativ planlægning er revisionskirurgi af hofter. I en klinisk undersøgelse blev det vist, at den forbedrer nøjagtigheden af diagnoser og nøjagtigt vurderer størrelsen af de nødvendige implantater til den enkelte patient. Nogle af begrænsningerne ved denne anvendelse er dog, at personalet har brug for omfattende uddannelse, og at patienterne skal scannes flere gange, hvilket øger deres eksponering for stråling.
2. Medicinske proteser, f.eks. lemmer, led
Den avancerede printteknologi gør det lettere at fremstille skræddersyede proteser og ortoser for at imødekomme handicappede og hjælpe med at genoptræne skadede personer. Disse anordninger er specifikke til den enkelte persons geometriske anatomi og giver en behagelig pasform og en forbedret livskvalitet. 3D-printede proteser kan også fremstilles på en brøkdel af den tid, som konventionelle metoder kræver. Den stigende tilgængelighed af 3D-printning har ført til en eksplosion af virksomheder, der anvender den til at skabe udstyr til personer med handicap og medicinske lidelser.