Zatwierdzona biomechanicznie specjalna wkładka do produkcji przyrostowej do stopy cukrzycowej
Aug 03, 2020
Zostaw wiadomość
Amerykańskie Centrum Kontroli i Zapobiegania Chorobom (CDC) podało, że na każde 1000 pacjentów z cukrzycą odsetek amputacji kończyn dolnych (LEA) z powodu powikłań po raz pierwszy w stopach wynosi 18,4%.Jednak LEA można zapobiegać i można mu zapobiegać i leczyć za pomocą butów terapeutycznych lub wkładek ortopedycznych.Ze względu na różnice w indywidualności pacjentów' stopy, wkładki ortopedyczne produkowane masowo nie są w stanie dostosować się do każdego pacjenta, więc zastosowanie wytwarzania przyrostowego może rozwiązać ten problem.
Niedawno naukowcy z Uniwersytetu Kocaeli w Turcji zeskanowali stopę za pomocą trójwymiarowego skanera, uzyskali spersonalizowany model wkładki oparty na modelu stopy i wykorzystali proces osadzania stopionego (FDM) do wyprodukowania specjalnej wkładki do stóp z cukrzycą.Przetestowano właściwości mechaniczne próbek drukowanych z drutu polimerowego E-SUN stosowanych w procesie FDM oraz próbek tradycyjnego octanu etylowinylu (EVA), a wkładki drukowane w procesie FDM i tradycyjne wkładki EVA nie były zsynchronizowane w procesie chodzenia (Analiza elementów skończonych i porównanie pozycji stojącej, pięty na ziemi, płaskiej podeszwy, pozycji stojącej i pięty od ziemi) przeprowadzono w celu optymalizacji procesu drukowania FDM w celu zapewnienia biomechanicznej funkcji wkładki do stopy cukrzycowej w procesie FDM .
Rysunek 1 Produkcja przyrostowa wkładek krok po kroku w oparciu o proces FDM
Rysunek 2 Wyniki badań właściwości mechanicznych octanu etylowinylu (EVA) i próbek do produkcji przyrostowej (odpowiednio gęstość wypełnienia 10-100%), (A) wyniki testu twardości i (B) wyniki testu wytrzymałości na rozciąganie
Eksperymenty wydajności mechanicznej pokazują, że naprężenie rozciągające każdej próbki druku 3D z różnymi gęstościami wypełnienia waha się od 6,5 do 12,5 MPa.Naprężenie rozciągające pianki EVA wynosi 2,1 MPa, czyli mniej niż jakiekolwiek próbki wydrukowane w 3D.
Rysunek 3 Wyniki analizy metodą elementów skończonych (FEA) dla każdego drukowanego modelu wkładki i tradycyjnego modelu pianki EVA w fazie chodu
Wyniki analizy metodą elementów skończonych pokazują, że przy tej samej sile zewnętrznej, wraz ze wzrostem gęstości wypełnienia modelu wkładki, wartość przemieszczenia materiału maleje na każdym etapie chodu, podczas gdy równoważne naprężenie wzrasta.Wyniki pokazują, że model wkładki o gęstości wypełnienia 30% i model wkładki z pianki EVA mają te same wyniki analizy metodą elementów skończonych, zapewniając w ten sposób biomechaniczną funkcję wkładki wytwarzanej metodą przyrostową.
Koszt tradycyjnej obróbki wkładek to 31,92 USD, a czas przetwarzania to 15 godzin. Para dedykowanych wkładek wyprodukowanych metodą osadzania stopionego (FDM) kosztowała 6,88 USD, a czas przetwarzania wynosi 8 godzin. Ta metoda znacznie zmniejsza koszty i czas.
Skontaktuj się z nami
Tel: 0086-575-85121398