创想智造3D打印手板模型加工

标题: 澳洲研究人员开发3D打印假足成本15澳元 [打印本页]

作者: 3D新闻 时间: 2015-7-25 23:36
标题: 澳洲研究人员开发3D打印假足成本15澳元
在近日举办的Design4Health 2015欧洲会议上，来自澳大利亚的研究人员Jonathan Yap和Gianni Renda发表了一篇题为《低成本3D打印假脚（Low-cost 3D-printable Prosthetic Foot）》的论文。该论文详细探讨了在发展中国家如何根据儿童对于假肢的需求，找到一种方法为他们提供经济的、可定制的假肢设备，而且该假肢能够随着儿童的生长很容易地不断更换。

[attach]29639[/attach]

在这次会议上他们展示了其最终做出来的实体样品，与我们见过的有很大的不同。研究人员们为这种假脚想出了一个聪明的设计，使它具有了能量存储—返还（ESR）功能。不仅如此，他们的设计只用15澳元就能制造出来。
使用一台MakerBot Replicator 2 3D打印机、PLA打印材料，并在打印过程中嵌入一个四分之一英寸的螺纹杆以增加强度，研究者制造出了一个基于ESR概念的原型，这意味着在穿戴者行动过程中，有部分能量会被储存，然后通过假肢转移，并在第二步或者第三步的时候释放。除此之外，研究人员还考虑了所有与ESR概念相关联的问题，并用传统的SACH设计与之相比较。并通过大量的3D打印实验来解决龙骨刚度问题，嵌入螺纹杆就是他们找到的一个解决方案。

[attach]29640[/attach]

研究人员先后做了六个不同的CAD设计，然后逐步缩小范围到一个能够成功的保证步态的设计，然后再加上适当的ESR技术。对于龙骨刚度的问题，他们把一个球放在了脚后跟区域，以允许不同程度的压缩。然后，研究人员们又去除了一些多余的材料，也就是在假足的中部区域，以实现更好的弯曲。

[attach]29641[/attach]

第一个3D打印假足原型

研究人员在3D打印第一个设计好的假足原型时总共用去了354克PLA线材（包括筏垫和支撑结构），打印时间接近25小时，材料成本为每个原型8.12澳元。研究人员在假足中部区域用了一些环氧树脂以提供额外的强度，并用砂纸打磨使得表面更加光洁。此外他们还在表面覆了一层带浮石砂的橡胶以便于防滑。
“该原型表面精加工之后，在把壁球插进去，该假足的重量为340克，比之前测试的SACH假足轻22克。”研究人员称。
经实际测试，研究人员发现壁球的插入并没有为假足带来足够的好处，而还有一些地方需要进一步地修改。另外，研究人员对压缩问题和冲击载荷进行了进一步研究，最后发现，3D打印的假足与SACH假足相比仍然具有优越的稳定性。

[attach]29642[/attach]

第二个3D打印假足原型

在他们的第二个版本中，研究人员花费的时间显著减少，3D打印总共用了大约21个小时，使用了322克PLA和大约7.38美元的整体费用。在打磨、施加环氧树脂和橡胶之后，该原型的最终重量为334克。
“正如所料，原型的性能表现基本上与第一次迭代相同，加固似乎起到了足够的效果，因为在整个检测过程中原型都保持了它的强度。”研究人员称。“尽管测试证明了使用FDM技术3D打印的PLA材质的结构能够提供一个动态的承重结构。但是还需要使用小腿截肢者进行进一步的评估，和进行受控的疲劳试验，以验证这项研究的成果。”
虽然这个假肢成本相当低廉，但是使用者在运动和站立不动时却感到非常舒适。此外它的稳定性和步态都得到了改善，而且能够很好地与标准的鞋子匹配，非常适合发展中国家青少年的此类需求。

来源：天工社

欢迎光临创想智造3D打印手板模型加工 (https://24maker.com/)