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CYBER团队使用FDM和拓扑优化来简化3D打印矫正的数字工作流程

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发表于 2018-7-18 00:13:49 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
来自CYBER团队代表的Cyber-物理设计和定制矫形器的增材制造,以充分利用3d打印产业4.0做出更好的踝足矫形器(AFO) ,并且更具体地针对退伍军人的矫形需求为使命。CYBER团队由位于俄亥俄州扬斯敦的 3D打印和增材制造的国家加速器America Makes资助,于2016年由Stratasys,密歇根大学和 Altair工程公司组建。
目前,用于设计和制造定制矫形器的现有方法对于患者和提供者来说都是耗时的,并且是不精准的。通过用3D打印取代传统方法,除了改进矫形器的功能之外,我们还有可能在O&P领域增加大规模定制和技术的整体采用。
美国公布了一份关于CYBER团队工作最新成果?#24405;!?/font>

CYBER团队希望将基于云的设计与Stratasys的FDM技术相结?#24076;?#20197;应对矫正设计方法中的3D打印耐久性,材料强度,系统集成和吞吐量?#30699;?#30340;挑战,并最终简化患者护理,从而降低矫形门诊的访问时间从三对一。
该项目符合 ASTM国际材料挤出工艺类别,总预算为200万美元,分为公共和私人资金,其他合作伙伴包括Becker Orthopedic,Standard Cyborg和VA Ann Arbor Healthcare Center ; 在能源部的美国国家科学基金会和美国国防部是公共参与者。
根据America Makes的说法,“这项工作的目标是创建一个网络 - 物理融合沉积建模(FDM)生产系统,使大规模生产个性化矫形器。最终目标是提供“一日访问?#20445;员?#24739;者在评估的同一天接受他们的定制矫形器。为了实现吞吐量和?#38405;?#35201;求,需要在AM设计?#30699;?#21462;得进步,提供专门的材料,系统改进以及打印多种材料的方法,以提供高质量的矫形器。

来自Stratasys的Fortus 400mc。

通过开发基于优化软件包Altair OptiStruct的 3D打印专用功能,CYBER团队希望简化3D设计数字工作流程。OptiStruct使这成为可能,因为它可以数字化验证?#38405;?#24182;生成独特的填充模式。Stratasys的工作是利用其FDM技术 - 特别是其Fortus 400mc 3D打印机 - 在材料产品和产量?#30699;?#20570;出重大改进。
早在2016年,M's矫形中心和假肢中心的临床/技术总监Jeff Wensman 解?#36864;擔骸?#26681;据患者的表现,可以打印不同数量或类型的材料以提供指定的硬度并允许灵活区域。这项令人兴奋的技术开辟了一个全新的工具,临床医生可以使用它来增强患者的治疗效果。“
基于AFO?#38405;?#30340;方法拓扑优化,其根据所需的加载条件,使用自?#35270;?#31232;疏填充模式来平衡增加的沉积速率和有效的工具路径移动与材料的分布。结合制造技术和AM数字设计开发来生产定制的AFO,可以使用3D打印来平衡AFO的?#38405;埽?#21534;吐量和重量。

使用基于优化软件的AM特定功能,独特的填充模式和数字?#38405;?#39564;证,简化数字工作流程并改进用于设计和3D打印定制AFO的材料产品。
由于开发了特定于3D打印的功能,CYBER团队最终成功地创建了数字3D设计工作流程。团队成员能够使用Stratasys FDM技术改进材料和产量,同时建立一个直观的O&P行业特定设计,专注于生产定制的AFO。
America Makes团队“通过开发'增材制造设计'方法,解决并展示?#21496;?#27982;的吞吐量和材料成本,多种材料沉积以及临?#27493;?#38754;的挑战证明AM可以对医疗保健行业产生巨大影响,特别是在定制医疗辅助设备领域。“

该项目的可交付成果,可通过Digital Storefront向America成员提供,包括:
碳填充(CF)半结晶材料
TPE / TPU FDM材料
改进的FDM吞吐量
用于3D打印的FDM挤出头尼龙12 CF材料
优化的正弦填充平衡强度和吞吐量(定期)
特定的模式,可以更好地调整正弦填充图案(非周期性)
改进的输送系统专用于低模量弯曲细丝材料
?#23548;?#30699;?#38382;?#21644;O&P技术人员的教育课程
Washtenaw社区学院3D打印课程
CYBER团队将重点关注其他制造?#21040;?#23637;的目标,包括多材料,下一代材料和多头沉积。
(责任编辑:中国3D打印网)
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