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開發加減整合製造系統 中正大學打造台灣精準醫療自主技術新紀元

發布日期 : 2025-06-13

[中廣新聞網/記者龐清廉/綜合報導]

面對高齡化社會與日益高升的醫療需求,國立中正大學研究團隊攜手嘉義、台南多家醫院與產業夥伴,成功跨領域整合「金屬積層製造」與「五軸精密加工」技術,實現從醫療影像到客製化植入物製造的全流程自主開發,開創台灣精準醫療自主技術新紀元。

為突破國內客製化精準醫療核心技術長期仰賴國外系統,導致醫療成本高昂的瓶頸,國立中正大學前瞻製造系統頂尖研究中心團隊致力開發「加減整合製造系統」,結合金屬積層製造(加法)與五軸精密加工(減法)技術,為客製化醫療器材提供完整解決方案。

團隊開發的客製化鈦合金自鎖式肋骨骨板與椎體支架,運用SLM金屬3D列印與原位熱處理技術,不僅大幅減少一半的製程時間與變形風險,更透過骨密度分析設計輕量化結構,實現減重40%、提升骨整合效果;在人工膝關節方面,運用加減整合製造系統結合了中空仿生晶格結構設計,既能減輕組件重量,又能提升人工關節的生物相容性和使用壽命。

為支撐這些創新製程,中正大學建立了一套完整的數位虛實整合技術系統,從開發客製化CAD/CAM系統,涵蓋從醫學影像重建到製造路徑生成的完整軟體流程,並支援中空仿生結構設計與誤差補償。其次,建立CAE生醫結構評估系統,運用有限元素法(FEM)進行植入物強度分析,確保其與人體骨組織的剛性匹配,有效避免應力遮蔽問題,並整合晶格結構模組,以達成輕量化與強度並存。

製程監控方面,團隊開發金屬三維掃描與SLM粉床即時監測技術,提升製造品質與精度;對於五軸加工,亦建置即時切削力分析與熱變形補償功能。最後,藉由異質設備機聯雲架構串聯各式製造設備,實現資料整合與安全控管,邁向智慧製造目標。

展望未來,研究團隊將持續發展智慧化切削力App、功能性晶格結構與異材整合技術,預計提升晶格結構強度15%以上、即時切削力預警準確率達90%以上。此外,團隊也致力於擴大應用範圍,將拓展至歐美市場,提供高端醫療產品設計與製造服務。藉由產學研合作模式,不僅能提升國內醫療產業的技術自主性,更能推動在地產業發展,建立面向歐美的高端醫療服務與醫療產品製造中心。

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