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首頁(yè) > 資訊中心科學(xué)家們開(kāi)發(fā)了低成本自動(dòng)化的3D打印義肢生產(chǎn)線
發(fā)布時(shí)間：2021-03-11
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裁剪，然后將其直接轉(zhuǎn)換為可打印的STL文件。然后，通過(guò)單擊一個(gè)按鈕，就可以輕松地將生成的零件組裝成具有先進(jìn)的物體抓握功能的逼真肢體，從而為患者提供更高的生活質(zhì)量。
科學(xué)家的自定義掃描設(shè)置花費(fèi)不到40美元
推進(jìn)無(wú)障礙義肢的發(fā)展
失去一只手會(huì)增加對(duì)他人的依賴程度，從而極大地影響一個(gè)人的生活質(zhì)量，但假肢的成本從3000美元到10萬(wàn)美元不等。因此，許多截肢者無(wú)法購(gòu)買定制的設(shè)備，特別是考慮到他們往往需要訓(xùn)練有素的專家進(jìn)行昂貴的手動(dòng)安裝，以達(dá)到最佳性能。
除了成本之外，假肢還遭受其他導(dǎo)致高拒絕率的問(wèn)題，包括它們的外觀、重量、抓握力和缺乏感官反饋。這種患者的排斥反應(yīng)也可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，比如關(guān)節(jié)和肌肉變性、痛苦的炎癥以及許多其他潛在的嚴(yán)重并發(fā)癥。
使用3D打印，現(xiàn)在可以減少制造假肢所需的組裝步驟，同時(shí)創(chuàng)建更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，并且最近的許多項(xiàng)目都成功地做到了這一點(diǎn)。然而，開(kāi)發(fā)具有一致特性并以足夠快的速度來(lái)滿足需求的低成本人造肢體仍然是個(gè)問(wèn)題。
為了提高產(chǎn)量并減少對(duì)訓(xùn)練有素的專家的依賴，以色列科學(xué)家因此開(kāi)發(fā)了數(shù)字設(shè)計(jì)管道，可以在無(wú)需人工干預(yù)的情況下生產(chǎn)出價(jià)格合理的義肢。
該團(tuán)隊(duì)的3D打印手 具有嵌入式力傳感器，可以為他們提供感應(yīng)功能
建立一個(gè)假肢工廠
研究人員的生產(chǎn)線基本上由四個(gè)步驟組成：掃描、建模、3D打印和組裝。在最初的設(shè)計(jì)階段，假肢的外觀可以根據(jù)用戶的喜好進(jìn)行調(diào)整，患者可以選擇身體動(dòng)力的手和更先進(jìn)的肌電控制設(shè)備。
修復(fù)體完成后，它將自動(dòng)轉(zhuǎn)換為STL文件并發(fā)送以進(jìn)行打印。盡管科學(xué)家的工作流程仍然需要手工組裝最終零件，但他們發(fā)現(xiàn)可以優(yōu)化先前的步驟以縮短過(guò)程，從而使構(gòu)造簡(jiǎn)單、快速且對(duì)用戶易于使用。
為了使他們的設(shè)置盡可能可行，以色列團(tuán)隊(duì)甚至創(chuàng)造了一個(gè)基于英特爾RealSense相機(jī)的低成本定制掃描儀，大約40美元。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種假肢的質(zhì)量也不低，因?yàn)樗鼈儽蛔C明能夠倒液和容納家居用品超過(guò)50,000次。
在其他測(cè)試中，3D打印義肢表現(xiàn)出能夠使其抓握水平適應(yīng)超軟或剛性物體的能力，并且其電動(dòng)機(jī)會(huì)根據(jù)阻力水平在不同的時(shí)間停止。盡管假肢尚未向潛在用戶推出，但當(dāng)被截肢者看到時(shí)，他們稱贊假肢的重量和逼真的外觀，這表明患者的排斥反應(yīng)可能會(huì)降到最低。
最終，科學(xué)家們得出結(jié)論，通過(guò)消除昂貴的手工安裝的必要性，他們的3D打印生產(chǎn)線可以極大地降低需要假肢的人的成本。盡管該團(tuán)隊(duì)沒(méi)有對(duì)他們的生產(chǎn)管道給出整體價(jià)格，但他們得出的結(jié)論是，整體概念可以“為該領(lǐng)域提供急需的飛躍”。
科學(xué)家的自定義掃描設(shè)置花費(fèi)不到40美元
推進(jìn)無(wú)障礙義肢的發(fā)展
失去一只手會(huì)增加對(duì)他人的依賴程度，從而極大地影響一個(gè)人的生活質(zhì)量，但假肢的成本從3000美元到10萬(wàn)美元不等。因此，許多截肢者無(wú)法購(gòu)買定制的設(shè)備，特別是考慮到他們往往需要訓(xùn)練有素的專家進(jìn)行昂貴的手動(dòng)安裝，以達(dá)到最佳性能。
除了成本之外，假肢還遭受其他導(dǎo)致高拒絕率的問(wèn)題，包括它們的外觀、重量、抓握力和缺乏感官反饋。這種患者的排斥反應(yīng)也可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，比如關(guān)節(jié)和肌肉變性、痛苦的炎癥以及許多其他潛在的嚴(yán)重并發(fā)癥。
使用3D打印，現(xiàn)在可以減少制造假肢所需的組裝步驟，同時(shí)創(chuàng)建更復(fù)雜的設(shè)計(jì)，并且最近的許多項(xiàng)目都成功地做到了這一點(diǎn)。然而，開(kāi)發(fā)具有一致特性并以足夠快的速度來(lái)滿足需求的低成本人造肢體仍然是個(gè)問(wèn)題。
為了提高產(chǎn)量并減少對(duì)訓(xùn)練有素的專家的依賴，以色列科學(xué)家因此開(kāi)發(fā)了數(shù)字設(shè)計(jì)管道，可以在無(wú)需人工干預(yù)的情況下生產(chǎn)出價(jià)格合理的義肢。
該團(tuán)隊(duì)的3D打印手 具有嵌入式力傳感器，可以為他們提供感應(yīng)功能
建立一個(gè)假肢工廠
研究人員的生產(chǎn)線基本上由四個(gè)步驟組成：掃描、建模、3D打印和組裝。在最初的設(shè)計(jì)階段，假肢的外觀可以根據(jù)用戶的喜好進(jìn)行調(diào)整，患者可以選擇身體動(dòng)力的手和更先進(jìn)的肌電控制設(shè)備。
修復(fù)體完成后，它將自動(dòng)轉(zhuǎn)換為STL文件并發(fā)送以進(jìn)行打印。盡管科學(xué)家的工作流程仍然需要手工組裝最終零件，但他們發(fā)現(xiàn)可以優(yōu)化先前的步驟以縮短過(guò)程，從而使構(gòu)造簡(jiǎn)單、快速且對(duì)用戶易于使用。
為了使他們的設(shè)置盡可能可行，以色列團(tuán)隊(duì)甚至創(chuàng)造了一個(gè)基于英特爾RealSense相機(jī)的低成本定制掃描儀，大約40美元。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種假肢的質(zhì)量也不低，因?yàn)樗鼈儽蛔C明能夠倒液和容納家居用品超過(guò)50,000次。
在其他測(cè)試中，3D打印義肢表現(xiàn)出能夠使其抓握水平適應(yīng)超軟或剛性物體的能力，并且其電動(dòng)機(jī)會(huì)根據(jù)阻力水平在不同的時(shí)間停止。盡管假肢尚未向潛在用戶推出，但當(dāng)被截肢者看到時(shí)，他們稱贊假肢的重量和逼真的外觀，這表明患者的排斥反應(yīng)可能會(huì)降到最低。
最終，科學(xué)家們得出結(jié)論，通過(guò)消除昂貴的手工安裝的必要性，他們的3D打印生產(chǎn)線可以極大地降低需要假肢的人的成本。盡管該團(tuán)隊(duì)沒(méi)有對(duì)他們的生產(chǎn)管道給出整體價(jià)格，但他們得出的結(jié)論是，整體概念可以“為該領(lǐng)域提供急需的飛躍”。