3D打印变刚度形状记忆材料在假肢接受腔制备的应用

泡沫雕刻机 | 2021-02-24
本文摘要:因为病症和安全事故,高位截肢的发病率大大减少。

因为病症和安全事故,高位截肢的发病率大大减少。虽然假肢技术性和诊疗保养技术性都得到 非常大转型,可是假肢的制做和拼装仍然是一个不会有许多 挑戰的全过程。一个假肢技术员一般来说务必十几年的工作经历才可以取得成功的顺利完成假肢的拼装全过程,并且现阶段没合理地的设计方案和精确测量方式,仍然务必患者的负责人系统对进行修形和调节。大部分高位截肢患者的残肢容积和形状都是会随時间产生变化(收拢或澎涨),这促使假肢的精准改装看起来更加艰辛。

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假肢拒不接受腔必不可少绵软并与残肢紧密切合,以传输较小的力,但另外也必不可少保持硬实,以尽量避免对残肢的危害。最近三维打印机的变刚性构造(variable-stiffnessstructure)在响应式变形层面的运用于展示出出有更为大的发展潜力。西班牙里斯本大学和英国布里斯托尔高校的科学研究工作人员运用显PLA原材料的效率高逆刚性和形状记忆力特性,根据设计方案温控的变刚性层,搭建假肢拒不接受腔的比较慢取型,并能够进行重复共轭的形状调节。

图1.PLA原材料的形状记忆力不负责任科学研究工作人员用以显PLA原材料复印机成形如图所示1下图的框架构造,并进行了原材料的形状恢复力实验。a为复印机成形样品的详细形状;b为冷却至原材料热膨胀系数Tg(59.2±1℃)之上,载入造成变形,加温至室内温度;c为对样品再一次冷却;d为冷却后彻底恢复形状。科学研究工作人员设计方案了球型和碟形二种框架剪力墙,打印机测试了这二种构造在一下四个时间点的刚性和变形状况:S1:最初的状态。在室内温度下,原始仍未变形的试件。

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SS:硬情况。原始仍未变形的试件,溫度为T>Tg。

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SD:变形状态。室内温度下的变形试件。

SR:彻底恢复情况。在室内温度下彻底恢复形状的试件。图2.球型构造、碟形构造的均值刚性和高宽比转变数据显示:原材料被冷却至Tg之上,二种构造的刚性显著降低,构造再次出现明显的变形,当再一次冷却后,二种构造的刚性和形状皆彻底恢复至与原始形状类似。

这类特性为拒不接受腔的设计方案获得了非常好的方式,将原材料冷却至Tg之上,原材料看起来硬实不容易变形,将残肢与原材料了解能够比较慢获得紧密切合残肢得拒不接受腔几何图形形状,加温并同样形状。再一次冷却后构造彻底恢复形状能够适应能力残肢的形状转变。


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