• 分類：應用項目
• 發佈時間：2023-08-10 12:19
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【概要描述】3D列印的Quatro插座使用Geomagic Freeform提供前所未有的定制

 

有270萬美國人生活在失去肢體的情況下，這個數字預計到2050年將翻一番。1對於那些下肢截肢的人來說，重新獲得活動能力取決於一個功能正常且合身的假肢。這兩個因素密切相關，因為不合適會極大地影響功能和舒適度。

 

這在假肢接受腔中表現得最為明顯，它是殘肢和假肢之間的介面。這些插座傳統上是用石膏模型製成的，石膏模型是為個人用戶定制的，然後用碳和樹脂層壓而成。經過多次裝配後，最終的插座通常由碳纖維、玻璃纖維或尼龍製成。

 

問題就在這裏:即使是最精確定制的插座最終也會不太合適，因為殘肢不是靜態的。它不僅在初次手術後的前12至18個月內形狀和體積發生變化，而且其體積每天持續波動高達11%或12%。這可能導致插座不能很好地配合，引起很大的壓力和不適，並最終使控制假肢變得非常困難。

 

Quatro背後的科羅拉多州公司Quorum Prosthetics提供了一種3D列印插座，該插座採用專利設計，允許用戶通過可調節的卷軸和可互換的舒適單元來改變插座的音量和壓縮，從而提供更好的整體貼合性和更好的舒適度。

 

Geomagic自由形式由Oqton開發，是使Quorum Prosthetics將這一想法變為現實的軟體。

 

Quorum Prosthetics首席執行官喬·詹森對這種設計的不同之處有第一手的經驗。他戴Quatro插座已經三年多了。

 

“戴上具有這些整合細胞的假肢要安全得多，因為我可以感覺到我的腳在空間的什麼位置，”他說。“Quatro使用相反的力將壓力轉移到插座中，從而產生更好的本體感覺，即你對肢體位置和運動的感覺。它還為使用者提供了更好的、更貼身的配合。他們可以通過微調錶盤來控制貼合度。”

 


Quorum Prosthetics使用Geomagic Freeform設計了他們的專利3D列印插座Quatro。

 

Quatro插座的可調節程度是其成功的一大原因。傳統插座的製造精度範圍約為3毫米。但是Quatro的精度範圍不到一毫米。

 

“這要準確得多，”詹森說。“這很重要。當我們進行改裝時，如果這個人自從上次安裝後失去了容量，我們可以在插座的內部準確地複製這種情況，他們幾乎總是這樣做。以前，你不能這樣做。或者，如果可以的話，它只是不太準確。”

 

借助觸覺技術提高精確度

 

Quorum大約在四年前開始使用Freeform將Quatro推向市場。

 

“我們有一項Quatro插座的專利，它有一個非常具體的設計要求，自由形狀完全符合需要，”Johnson說。“基本上，我們為每個病人定制插座，所以每個形狀看起來都非常不同。但是調整線和整個Quatro系統的佈局已經在自由形式中標准化，以使設計過程快速簡單。”

 

該過程始於臨床醫師製作的診斷插座，Quorum團隊通過高保真3D掃描將其帶入自由形式的數字設計環境。接下來，Quorum設計師Sean McClure在模具空間內安排基板、外殼和其他CAD創建的組件。

 

麥克盧爾說:“這就是高精度真正發揮作用的地方。”“傳統上，你可以期望得到八分之一英寸以內。有了Freeform，我們可以更加精確。”

 



 

Quatro使用相反的力將壓力轉移到插座中，從而產生更好的本體感覺，或肢體位置和運動的感覺。

組件就位後，模具修改開始於數字粘土模型。Freeform包括各種雕刻和塑造粘土的工具，包括剃刀、刀具和刮刀，所有這些工具都提供觸覺回饋。然後，麥克盧爾跟蹤帽檐線，使基地插座，並繼續與專利Quatro技術的設計。

 

“Freeform中的觸覺技術允許我們創建這些高度受控的曲線，這使我們能夠在完全定制的形狀中融入標準化的設計特徵，”McClure說。“這絕不是一個範本。我們的首要目標是製造適合特定人群的插座，並按照他們需要的方式工作。”

 

在這個過程的這一點上，McClure將原始實體模型、粘土模型和網格模型結合起來，以達到最終的設計，為使用HP 4200 MultiJet Fusion印表機進行3D列印做好準備。該過程的最後一步是蒸汽拋光，以達到正確的表面品質。

 

利用3D列印提高效率

 

使用更傳統的方法，創建這種插座設計將需要長達12個小時。使用Freeform，Quorum團隊可以在四到六個小時內完成一個設計，儘管有些只需要三個小時。當四個插座準備就緒時，它們可以同時進行3D列印，以大幅提高效率。

 

“我們等到有四個插座準備好列印，所以我們最大限度地發揮我們的印表機的能力，”詹森說。“從頭到尾的總製造時間通常為一周，但在某些情況下，我們在三天內就完成了。其中大部分是列印、冷卻和後處理。自由形式和3D列印相結合，讓我們的生產時間縮短了一半。”

 

詹森還指出，第二個好處是3D列印它們可以在無人值守的情況下通宵運行，這不僅提高了整體效率，而且有助於避免在勞動力短缺時雇傭和保留機器操作員。

 

“熟練勞動力是目前任何製造公司最大的成本中心之一，”他說。“而且只會越來越貴。我們的3D印表機只需要不時地進行一些維護，它可以在傳統技術人員只需要做一個插座的時間內提供四個插座。”

 



 

根據定額假肢首席執行官喬·詹森Geomagic自由仍然是他們工作的關鍵。

 

擴大通路，改變生活

 

現在，法定人數是一家快速發展的公司，在科羅拉多地區有著廣泛的業務。儘管Quorum在競爭激烈的醫療器械行業中相對年輕，但它正在純粹通過口碑和社交媒體擴大其影響力。

 

“通常是病人直接來找我們，”詹森說。“假肢患者往往比普通人更懂技術。他們進行廣泛的研究，並通過許多平臺找到我們。我們甚至有一些訂單來自抖音。”

 

不幸的是，這種情況下的主要驅動因素是普通碳纖維插座相對較差的品質，這並不總是提供一致的舒適體驗。

 

“我希望每個截肢者都能使用Quatro插座，”詹森說。“因為它改變了我的生活。我們接觸的病人在接受他們的插座時都欣喜若狂。他們喜歡更好地控制自己的假肢。他們覺得自己是整個過程的一部分。他們甚至可以在插座上添加特殊的標誌或圖案。”

 

詹森表示，Geomagic Freeform對Quorum Prosthetics的工作仍然至關重要，無論是從其功能性還是它給過程帶來的效率來看。

 

“我們工廠的門上有一句標語，上面寫著‘這是想法變成現實的地方’，”他說。“這真的是因為自由形式。沒有自由軟體的組件和觸覺，我們無法以我們期望的速度完成我們所做的事情。”

 

源文摘自：oqton