3D打印康复器械
让精准、高效的数字化制造技术代替手工制作方式,缩短生产周期
3D打印康复器械
《国务院关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》强调了进行康复辅助器具领域创新的重要性,并提出了促进制造体系升级的任务。该意见指出:
实施康复辅助器具产业智能制造工程,开展智能工厂和数字化车间建设示范,促进工业互联网、云计算、大数据在研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程、全产业链的综合集成应用,加快增材制造、工业机器人、智能物流等技术装备应用,推动形成基于消费需求动态感知的研发、制造和产业组织方式。
“意见”中提出的增材制造(3D打印技术),在促进康复辅助器具设计创新、提高定制化水平等方面起到了重要作用。根据市场研究,3D打印技术在矫形器与假肢、个人移动辅助器具、沟通和信息辅助器具、个人医疗辅助器具等康复辅助器具的细分领域均有所应用。接下来针对3D打印应用相对丰富的矫形器和假肢领域梳理了部分应用案例。
3D打印机制作助听器
3D打印为矫正鞋垫、仿生手、骨折夹板、助听器等康复器械带来的真正价值不仅仅是实现精准的定制化,更主要体现在让精准、高效的数字化制造技术代替手工制作方式,缩短生产周期。
我们以已经实现3D打印批量定制化生产的助听器外壳产业为例。在传统的方式下,技师需要通过患者的耳道模型做出注塑模具。然后通过紫外线得到塑料产品。通过对塑料产品进行钻音孔和手工处理后得到助听器最终形状。如果在这一过程中出错,就需要重新制作模型。
而使用3D打印机制作助听器的流程,始于患者耳道硅胶模或印模的设计,这个步骤是通过三维扫描仪来完成的。 然后用CAD软件将扫描数据转为3D打印机可读取的设计文件。 设计者可以通过软件修改三维图像,及创建最终的产品形状。EnvisionTec打印机大约可以在60到90分钟内打印出65个助听器外壳或47个助听器模型。
上肢矫形器
波兰某生物工程学的研究生曾为一名患有四肢麻痹症的患者设计一个轻巧的定制化手指矫形器,以帮助患者的手指轻松的抓取物品。
在设计时,设计师首先为患者的手部做了石膏模型,然后对石膏模型进行三维扫描。在接下来的三维建模过程中,最大的挑战是如何将矫形器与患者的手部进行更好的结合,设计师尝试了不同的机械解决方案。矫形器的外壳需要紧密的贴合在手腕上,手指部分由较小的部件支撑,可模仿人的关节结构。设计师添加了一个杠杆控制装置,与3D打印的部件装配在一起,通过杠杆装置,患者的手指得以活动。
矫形器由70多个不同的3D打印部件组成,设计师使用ZMorph多头FDM 3D打印机和ABS 丝材进行3D打印。在3D打印部件装配完成之后,设计师添加了魔术贴,用以固定矫形器。
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