3D 打印技术（增材制造）在医疗行业的应用日益广泛，涵盖设备设计概念、功能原型、模具制作以及复杂手术的培训和模拟等多个领域。该技术采用数字设计并逐层沉积材料来制造三维物体，与传统减材制造方法形成对比。FDM（熔融沉积建模）是其中一种主流技术，通过计算机控制挤压头熔化并挤出塑料，逐层构建零件。
根据 Wohlers Associates Inc. 的数据，2014 年增材制造行业的全球收入约为 41 亿美元，预计到 2020 年将超过 210 亿美元。医疗/牙科行业在 2014 年的市场份额为 13.1%，预计到 2020 年，医疗行业 3D 打印机销量将翻倍至每年 2,200 台，材料收入将增长近七倍，达到 3.45 亿美元。Visiongain 预测，2018 年医疗行业的全球 3D 打印市场价值将超过 40 亿美元，主要得益于其能够生产具有复杂几何形状和表面的小批量高价值产品，满足医疗行业对个性化产品的需求。
3D 打印在医疗行业的优势体现在多个方面：
- 概念模型：快速验证形状、适合度和人体工程学，加速产品开发流程。
- 原型：提供低成本、高效的系统，用于测试多种设计方案。
- 制造工具：无需复杂加工，节省时间和成本，提高装配效率。
- 成品：替代传统制造方法，节省时间和成本，并允许设计灵活性。
- 手术模拟和解剖模型：创建逼真模型，帮助医生规划复杂手术，提升培训效果。
FDM 技术使用的医用材料包括：
- ABS-M30 和 ABSplus：通用、耐用，表面光洁度高，适合多种医疗应用。
- ABS-M30i：生物相容性材料，可用于与皮肤接触的产品。
- ABS-ESD7：抗静电耗散材料，适合电子元件相关应用。
- ABSi：半透明材料，强度优于标准 ABS，适合医疗和汽车领域。
- ASA：抗紫外线，机械性能优异，适合通用原型制作。
- PC：高强度、耐热性材料，适合严苛应用。
- PC-ABS：兼具 PC 和 ABS 的优点，冲击强度高，外观优美。
- PC-ISO：生物相容性材料，强度高，适合医疗、制药和食品包装。
- PLA：可生物降解，成本低，适合快速原型制作。
- ULTEM 9085 和 ULTEM 1010：高性能工程材料，耐热性、耐化学性优异，生物相容。
- PPSF/PPSU：耐热性、耐化学性强，适合多种医疗应用。
- FDM Nylon 12、FDM Nylon 12CF 和 FDM Nylon 6：高强度、耐疲劳性材料，适合航空航天、汽车等领域。
3D 打印技术为医疗设计提供了新方法，允许整合零件、减少组装件数量、设计复杂几何形状，并实现材料的高效利用。例如，Acist Medical Systems 利用 FDM 技术设计和制造注射造影剂设备，显著减少了零件数量并提高了制造效率。此外，3D 打印外骨骼等个性化医疗设备的案例也展示了该技术的潜力。
研究结论表明，3D 打印技术将在医疗行业持续增长，推动医疗产品和设备的定制化、提高生产效率，并创造新的设计和产品类别。其优势在于能够满足医疗行业对个性化、高精度产品的需求，并支持复杂手术的培训和模拟。
