眾所周知，全球許多患者對(duì)定制矯形器有著強(qiáng)烈的需求。作為定制矯形器的網(wǎng)絡(luò)物理設(shè)計(jì)和3D打印的代表，CYBER團(tuán)隊(duì)的使命是利用3D打印和工業(yè)4.0制作出更好的踝足矯形器（AFO），更具體地說是為了解決退伍軍人的矯形器需求。據(jù)了解，CYBER團(tuán)隊(duì)獲得了由位于俄亥俄州揚(yáng)斯敦的3D打印的國家加速器America Makes的資助，其于2016年由Stratasys、密歇根大學(xué)和Altair工程公司組建。
    目前，用于設(shè)計(jì)和制造定制矯形器的現(xiàn)有方法對(duì)于患者和提供者來說都是耗時(shí)的，并且是不準(zhǔn)確的。通過用3D打印取代傳統(tǒng)方法，除了改進(jìn)矯形器的功能之外，我們還有可能在O＆P領(lǐng)域增加大規(guī)模定制和技術(shù)的整體采用。
而近日，美國公布了一份關(guān)于CYBER團(tuán)隊(duì)最新成果的成功故事。

      CYBER團(tuán)隊(duì)希望將基于云的設(shè)計(jì)與Stratasys的FDM技術(shù)相結(jié)合，以應(yīng)對(duì)矯正設(shè)計(jì)方法中的3D打印耐久性、材料強(qiáng)度、系統(tǒng)集成和吞吐量方面的挑戰(zhàn)，并最終簡(jiǎn)化患者護(hù)理，從而縮短矯形門診的訪問時(shí)間。該項(xiàng)目符合ASTM國際材料擠出工藝類別，總預(yù)算為200萬美元，分為公共和私人資金，其他合作伙伴包括Becker Orthopedic、Standard Cyborg和VA Ann Arbor Healthcare Center；能源部、國家科學(xué)基金會(huì)和國防部是公眾參與者。
      根據(jù)America Makes的說法，“這項(xiàng)工作的目標(biāo)是創(chuàng)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)-物理融合沉積建模（FDM）生產(chǎn)系統(tǒng)，以便大規(guī)模生產(chǎn)個(gè)性化矯形器。最終目標(biāo)是提供“一日訪問”，以便患者在評(píng)估的同一天獲得他們的定制矯形器。為了實(shí)現(xiàn)吞吐量和性能要求，需要在AM設(shè)計(jì)方面取得進(jìn)步，提供專門的材料、系統(tǒng)改進(jìn)以及打印多種材料的方法，以提供高質(zhì)量的矯形器。
     通過開發(fā)基于優(yōu)化軟件包Altair OptiStruct的3D打印專用功能，CYBER團(tuán)隊(duì)希望簡(jiǎn)化3D設(shè)計(jì)數(shù)字工作流程。OptiStruct使這一目標(biāo)成為可能，因?yàn)樗梢詳?shù)字化驗(yàn)證性能并生成獨(dú)特的填充模式。Stratasys的工作是利用其FDM技術(shù)-特別是其Fortus 400mc 3D打印機(jī)，并在材料產(chǎn)品和產(chǎn)量方面做出重大改進(jìn)。

早在2016年，M's矯形中心和假肢中心的臨床/技術(shù)總監(jiān)Jeff Wensman評(píng)論道：“根據(jù)患者的表現(xiàn)，可以打印不同數(shù)量或類型的材料以提供指定的硬度以及允許的靈活區(qū)域。這項(xiàng)令人興奮的技術(shù)開辟了一個(gè)全新的工具箱，臨床醫(yī)生可以使用它來增強(qiáng)患者的治療效果?！疤岣逜FO性能的方法是基于拓?fù)鋬?yōu)化，其根據(jù)所需的加載條件，使用自適應(yīng)稀疏填充模式來平衡增加的沉積速率和有效的工具路徑移動(dòng)與材料的分布。結(jié)合制造技術(shù)和AM數(shù)字設(shè)計(jì)開發(fā)生產(chǎn)定制的AFO，可以使用3D打印來平衡AFO的性能、吞吐量和重量。

     由于開發(fā)了特定于3D打印的功能，CYBER團(tuán)隊(duì)最終成功地創(chuàng)建了數(shù)字3D設(shè)計(jì)工作流程。團(tuán)隊(duì)成員能夠使用Stratasys FDM技術(shù)改進(jìn)材料和產(chǎn)量，同時(shí)建立一個(gè)直觀的O＆P行業(yè)特定設(shè)計(jì)，專注于生產(chǎn)定制的AFO。America Makes寫道，“通過開發(fā)'3D打印設(shè)計(jì)'方法，解決并展示了不經(jīng)濟(jì)的吞吐量和高材料成本，多種材料沉積以及缺乏臨床界面的挑戰(zhàn)，并實(shí)現(xiàn)了'一天訪問'。它提供了力量、重量和吞吐量的平衡。該團(tuán)隊(duì)成功完成了技術(shù)目標(biāo)，并證明AM可以對(duì)醫(yī)療保健行業(yè)產(chǎn)生巨大影響，特別是在定制醫(yī)療輔助設(shè)備領(lǐng)域?！?br />該項(xiàng)目的可交付成果，可通過Digital Storefront向America成員提供，包括：
碳填充（CF）半結(jié)晶材料；

TPE / TPU FDM材料；

改進(jìn)的FDM吞吐量；

用于FDM 3D打印工藝的尼龍12 CF材料；

優(yōu)化的正弦填充平衡強(qiáng)度和吞吐量（定期）；

特定的珠子模式，可以更好地調(diào)整正弦填充圖案（非周期性）；

改進(jìn)的專用于低模量彎曲細(xì)絲材料的輸送系統(tǒng)

實(shí)踐矯形師和O＆P技術(shù)人員的教育課程；

Washtenaw社區(qū)學(xué)院3D打印課程；

此外，CYBER團(tuán)隊(duì)將重點(diǎn)關(guān)注其他制造業(yè)進(jìn)展的目標(biāo)，包括多材料、下一代材料和多頭沉積。

來源：3d打印網(wǎng)

編輯：董強(qiáng)