Fantom-laitteen toteuttaminen lisäävällä valmistuksella

Abstract

Opinnäytetyössä oli tarkoituksena valmistaa ja suunnitella ainetta lisäävän valmistuksen keinoin sydänfantomi, jota voitaisiin hyödyntää gammakamerakuvantamisessa. Suunniteltavan mallin tuli olla parametrisesti ohjautuva, mah-dollistaakseen helpon muokattavuuden. Lisäksi tulisi mallintaa ihmisen torso, eli rintakehä sekä keuhkot.

Työ aloitettiin tutustumalla ainetta lisäävään valmistukseen yleisesti ja erityisesti sen tuomiin etuihin mutta myös vaatimuksiin. Lisäksi tutustuttiin eri tekniikoihin pääasiallisesti kahteen eli pursottavaan ja jauhepetitekniikkaan. Itse mallin suunnitteluun käytettiin 3D-suunnittelu ohjelma SolidWorksia. Mallin parametrisointi osoittautui kohtalaisen haastavaksi, sen takia että se koostuu useista muuttujista. Mallintamisen jälkeen seurasi testitulosteiden valmistus ja käsittelyn toimivuuden varmistaminen.

Fantomit onnistuivat erittäin hyvin, koska testikuvien perusteella on voitu varmistaa niiden toimivuus. Tulevaisuu-dessa tämän tekniikan kehitys tulee jatkumaan ja sillä tulee olemaan merkittävä vaikutus teollisuuteen.

The main objective of this final year project was to design and manufacture a heart phantom which could be used on gamma camera. The manufacturing method to produce the phantoms was powder bed with laser sintering. This kind of technique is also known as additive manufacturing. The model was to have parametric configuration to ena-ble easy modifications. Other objectives were to model a human torso and lungs.

The project was started by studying the additive manufacturing, its limits and requirements and what are the ad-vantages of this kind of manufacturing. The second stage was to learn the differences between the techniques and especially in fused deposition modeling and powder bed sintering processes. After studying the processes and un-derstanding the differences between these processes the modeling of the phantom itself was started. The model was desiged with SolidWorks 3D-modeling software. There was a lot of variation in the parametric table, which made modeling more complicated. Once the models were ready to print a few test pieces were made and it was verified that post-processing with super glue would work.

This final project was quite challenging but also very interesting and it increased knowledge of additive manufactur-ing a lot. These additive manufacturing processes will be developed in the future and will be used more and more and knowledge of the bases will benefit working life.