Emelie STR mshed,這位在瑞典隆德大學(Lund University)工程學院攻讀產品研發(fā)的碩士生,開發(fā)出了一種可按步驟操作的工序,將假肢關節(jié)的CAD數據與病人殘肢的3D掃描數據結合,創(chuàng)造出契合近乎完美的3D打印假肢手臂關節(jié)。在Aktiv Ortopedteknik公司假肢專家Christian Veraeus和隆德大學產品開發(fā)教授Olaf Diegel的共同指導下,Emelie進行了一項關于使用3D技術的可行性的綜合研究,內容包括3D CAD,3D掃描和3D打印,目的是為了制作更適 合病人且易于生產的假肢關節(jié)。
Emelie在開發(fā)過程中找到了一位假肢專家做指導者,以彌補其缺少經驗的缺憾。該項目的目的是提供給費時且勞動密集的傳統(tǒng)制造方法一個可行的替代方案,以及為截肢患者提供契合近乎完美的假肢關節(jié)。
與此同時,通過時間和成本的數據比較大仙,使用新的工藝每年可節(jié)約400小時,成本削減高達261000瑞典克朗/年。
據天工社了解,傳統(tǒng)上假肢的制造是一種非常耗體力的手工制作技術,同時也是一種藝術,需要熟練的工匠來做。
傳統(tǒng)的工藝是這樣的,先用石膏來制造一個殘肢的凹模,然后通過它創(chuàng)建一個殘肢模型。這個石膏的肢體在經過人工修改之后,隨后熱成型一個假肢接受腔,或者用這個模子加上塑料樹脂進行層壓,樹脂中也可以添加玻璃纖維或碳纖維復合材料進行加固。有時也會在接口處增加一層硅膠,以增加假肢的舒適性。
而Emelie的研發(fā)目標之一就是借助低成本的3D打印技術創(chuàng)建出易于遵循的流程,使普通的假肢技術人員無需先進的CAD技能也可以制作出完美契合的假肢。
Emelie的流程需要用到一個低成本的3D掃描裝置,實際上只需一個軟件就可以把iPad轉換成一個3D掃描儀。假肢套筒是直接通過對殘肢的3D掃描數據獲得的,只需將肢體表面的距離等同于所需套筒的厚度,然后減去原始的3D掃描數據,就得到了完全適合用戶的內表面。
這個工藝可以使套筒兼容主動或被動的肌電假肢。在小姑娘Neya的圖片(見上圖)中,假肢套筒是用其現有健康手臂的表面模型創(chuàng)造的,然后根據其解剖結構在軟件中進行修飾、調整。而在以后的版本中,還將允許使用者根據自己的喜好來裝飾假體。
最后的模型被送到一個選擇性激光燒結3D打印系統(tǒng)中,這是一種很常見的工業(yè)級3D打印技術,能夠生產非常結實的尼龍件,通常幾個小時就能將假肢制成。如果需要的話,最后還可以對其進行著色。