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- 发表时间:2019-12-19 10:52:47
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在最近发表的“使用3D打印技术开发具有3D网格曲面结构的抗冲击保护垫”一文中,研究人员再次证明了我们的观点,即3D打印正在积极影响着每个行业,而且确实如此。
在这里,研究人员提出了这样的担忧,即老年人容易因跌倒而受伤,这太普遍了。借助3D打印抗冲击保护垫的新概念,老年人可能无法预防由于年龄、健康状况、药物治疗引起的头晕、视力下降等原因导致的跌倒,但他们能够更好地生活。
两位研究人员都来自韩国釜山国立大学,他们提出了一种曲面保护垫的设计,这种保护垫可以直接从患者的扫描结果中打印出来,从而可以进行个性化治疗。3D打印在当今医学领域中的最大优势之一。韩国的报告表明,越来越多的韩国老年人存在跌倒严重的现象,他们必须住院治疗,事实上,这些人经常因为髋部骨折而在医院里呆上两个多星期。
防止老年人跌倒变得越来越重要。佩戴髋部保护器可以防止跌倒或减少跌倒造成的伤害。但是,现有的髋关节保护器不适合用于日常服装;由于美学上的限制,它们并未得到广泛使用。而且,他们也不舒服。因此,有必要开发一种优化的抗冲击防护器,同时充分考虑身体特征和运动。
此外,在保持防护性能的同时,还必须设计出适合人体形状和运动的冲击防护装置,以提高佩戴的满意度。
研究人员指出,到目前为止,使用任何类型的服装进行3D打印主要致力于时尚,从高级时装到高跟鞋,其效果都非常出色。
3D建模过程包括为人体扫描数据创建基线,绘制轮廓,然后沿患者身体使用垫轮廓绘制曲线来模仿人体。之后,他们创建了一个六边形的网格结构,并根据身体的曲线通过变换网格结构来完成填充。
3D打印垫是使用CubiconSingle 3D打印机通过FDM 3D打印制成的,这是由于其使用更灵活的材料而被选择的。因此,使用柔性TPU来创建填充材料。
冲击性能测试设备的图片
研究人员根据尺寸来划分印版:
研究人员解释说:“采用径向分割方法,将其从焊盘的中心点分为三部分,以120°的角度进行分割;采用椭圆分割方法,根据边线和曲面将其分为四部分。”
移除支撑后,将部件缝合在一起。总体而言,部件被证明是“结构灵活的”,并且建模被证明对于创建必要的保护非常有用。
研究人员表示:“通过多次迭代实验,我们开发了一种合理而精致的建模方法,得出的结果适用于服装和其他领域的研究。现有的3D打印技术已被部署用于生产非常坚硬的产品;然而,在这项研究中,考虑到柔性长丝材料的复杂特性,对打印条件进行了精确设置。最后,我们认为,我们的研究结果为在功能性服装领域使用3D打印技术打印复杂而精细的形状提供了可能性。”
人体基线设置程序(a)和人体扫描数据处理程序(b)
创建保护垫轮廓和底面的步骤:(a)旋转并逐段放置保护垫轮廓;(b)变换保护垫的轮廓以适合曲面;(c)重建曲线;(d)建立网络曲面。