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瑞典大学生开发出易于操作的3D打印定制假肢工艺
2016-05-06 来源:D客商城 浏览次数: 2135

Emelie STRömshed,这位在瑞典隆德大学(Lund University)工程学院攻读产品研发的硕士生,开发出了一种可按步骤操作的工序,将假肢关节的CAD数据与病人残肢的3D扫描数据结合,创造出完美契合的3D打印假肢手臂关节。

 

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3D打印假肢

 

在Aktiv Ortopedteknik公司假肢专家Christian Veraeus和隆德大学产品开发教授Olaf Diegel的共同指导下,Emelie进行了一项关于使用3D技术的可行性的综合研究,内容包括3D CAD,3D扫描和3D打印,目的是为了制作更适合病人且易于生产的假肢关节。

 

Emelie在开发过程中找到了一位假肢专家做指导者,以弥补其缺少经验的缺憾。该项目的目的是提供给费时且劳动密集的传统制造方法一个可行的替代方案,以及为截肢患者提供完美契合的假肢关节。

 

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量身定制的3D打印假肢

 

与此同时,通过时间和成本的数据比较来看,使用新的工艺每年可节约400小时,成本削减高达261000瑞典克朗/年。

 

据了解,传统上假肢的制造是一种非常耗体力的手工制作技术,同时也是一种艺术,需要熟练的工匠来做。

 

传统的工艺是这样的,先用石膏来制造一个残肢的凹模,然后通过它创建一个残肢模型。这个石膏的肢体在经过人工修改之后,随后热成型一个假肢接受腔,或者用这个模子加上塑料树脂进行层压,树脂中也可以添加玻璃纤维或碳纤维复合材料进行加固。有时也会在接口处增加一层硅胶,以增加假肢的舒适性。

 

而Emelie的研发目标之一就是借助低成本的3D打印技术创建出易于遵循的流程,使普通的假肢技术人员无需先进的CAD技能也可以制作出完美契合的假肢。

 

Emelie的流程需要用到一个低成本的3D扫描装置,实际上只需一个软件就可以把iPad转换成一个3D扫描仪。假肢套筒是直接通过对残肢的3D扫描数据获得的,只需将肢体表面的距离等同于所需套筒的厚度,然后减去原始的3D扫描数据,就得到了完全适合用户的内表面。

 

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镂空设计的假肢

 

这个工艺可以使套筒兼容主动或被动的肌电假肢。在小姑娘Neya的图片(见上图)中,假肢套筒是用其现有健康手臂的表面模型创造的,然后根据其解剖结构在软件中进行修饰、调整。而在以后的版本中,还将允许使用者根据自己的喜好来装饰假体。

 

最后的模型被送到一个选择性激光烧结3D打印系统中,这是一种很常见的工业级3D打印技术,能够生产非常结实的尼龙件,通常几个小时就能将假肢制成。如果需要的话,最后还可以对其进行着色。

 

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