Manufatura de implante craniano customizado utilizando impressão 3D e estampagem incremental de chapas

Abstract

O objetivo deste trabalho é fabricar modelos físicos de crânios fraturados por impressão 3D e implantes pré-cirúrgicos personalizados em chapa de titânio puro grau 2. A fabricação antecipada do modelo e do implante permite ao cirurgião planejar e diminuir o tempo de cirurgia; a personalização contribui para o resultado estético e funcional do implante, já que considera a anatomia de cada paciente. Metodologia: a partir de imagens DICOM geradas por tomografia computadorizada de um crânio defeituoso, reconstrói-se digitalmente em CAD a parte com defeito e também a reparadora (implante). A fabricação do modelo físico da parte defeituosa é feita por impressão 3D. A fabricação do implante em chapa de titânio puro grau 2 é realizada por estampagem incremental - processo de baixo custo, que utiliza ferramental simples e que permite a fabricação customizada de implantes. As dimensões finais do implante e sua montagem atingiram resultados satisfatórios, indicando a eficiência dos recursos e parâmetros utilizados.

The aim of this work is to fabricate physical models of skulls fractured by 3D printing and customized pre-surgical implant in pure titanium sheets. The early manufacturing of model and implant allows the surgeon to plan surgery and reduce the runtime; the personalization contributes to the aesthetic and functional outcome of the implant, since it considers the anatomy of each patient. Methodology: from DICOM images generated by computed tomography of defective skull, both defective and repaired parts are reconstructed digitally in CAD. The fabrication of the physical model of the defective part is made by 3D printing. The manufacture of the implant in titanium sheet grade 2 is performed by incremental sheet forming - low-cost process that uses simple tooling and allows the fabrication of custom implants. The final dimensions of the implant and its assembly achieved satisfactory results, indicating the efficiency of the resources and parameters used.