Одним из основных этапов производства любого объекта медицинского назначения c помощью 3D-принтера является процесс подготовки его цифровой компьютерной модели к 3D-печати. Он включает следующие стадии [1].
1. Цифровое моделирование (применение различных инструментов для компьютерного моделирования 3D-модели).
2. Экспортирование [создание файла необходимого формата (обычно STL), содержащего всю геометрическую информацию, необходимую для отображения цифровой модели].
3. Восстановление полигональной сетки или mesh repairing (исправление дефектов компьютерной 3D-модели. Для этих целей могут быть использованы программы netfabb Studio Basic или MeshLab).
4. Нарезка, или slicing, - преобразование цифровой модели [технически это трехмерный образ цельной поверхности (сетки), ячейками которой являются треугольники] в список команд, которые 3D-принтер может понять и выполнить, - G-код.
После завершения вышеуказанных стадий компьютерная 3D-модель отправляется (например, через USB-соединение с персональным компьютером или путем копирования файла на карту памяти) на 3D-принтер для последующей печати.
В целях подготовки цифровой компьютерной модели любого объекта медицинского назначения к 3D-печати используются различные CAD- и CAM-программы (Computer-Aided Design/Manufacturing - система автоматизированного проектирования/производства). Для управления принтером применяют программы Client (рис. 2.1) [2].
Рис. 2.1. Виды программного обеспечения для 3D-печати [2]
2.1. ПРОГРАММЫ CAD
После получения результатов обследования пациента [например, компьютерная томография (КТ), магнитно-резонансная томография (МРТ), ультразвуковое исследование, 3D-сканирование, измерение антропометрических показателей] они загружаются в CAD-программу для последующего компьютерного моделирования. Одной из основных его целей является создание 3D-модели, подходящей для печати, которая имеет «герметичную» форму с закрытой монолитной поверхностью без каких-либо разрывов [2].