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2022-06-21 【3D 列印應(yīng)用】醫(yī)學(xué)大躍進(jìn)！用Ultimaker幫助肌肉萎縮癥？
【3D 列印應(yīng)用】醫(yī)學(xué)大躍進(jìn)！用Ultimaker幫助肌肉萎縮癥患者？
Ultimaker如何幫助肌肉萎縮癥患者？來(lái)看Matthew博士與當(dāng)?shù)貙W(xué)生Krystyna的創(chuàng)新作品！在過(guò)去的幾年裡，英國(guó)的中央蘭開夏大學(xué)UCLan的馬修(Matthew Dickinso)博士參與了「初級(jí)工程師 MacRobert 獎(jiǎng)?wù)?/span>」，該獎(jiǎng)項(xiàng)被公認(rèn)為工程創(chuàng)新領(lǐng)域領(lǐng)先的創(chuàng)造性問(wèn)題解決者。通過(guò)該獎(jiǎng)項(xiàng)，馬修與一名當(dāng)?shù)貙W(xué)生合作，使用 Ultimaker S5 進(jìn)行研究，該研究在聯(lián)合國(guó) COP26 會(huì)議上得到認(rèn)可。
克里斯蒂娜的表弟患有脊髓性肌肉萎縮癥 (SMA) ，她想出一個(gè)基於外骨骼概念的SMA夾克，並將此設(shè)計(jì)命名為「外骨骼(exoskeleton)」，為患者的背部肌肉和脊椎提供支撐和額外的力量，她的發(fā)明是獲得金牌的三項(xiàng)發(fā)明之一，全英國(guó)只有六位！
Krystyna 與外骨骼模型
最初的想法是用鋁製造外骨骼，然而，當(dāng)考慮到兒童的生長(zhǎng)速度以及由此產(chǎn)生的外骨骼必須隨之改變時(shí)，成本實(shí)在太高了。於是馬修想到：可以使用3D 列印！通過(guò)生產(chǎn)低成本的 3D 列印組件，該技術(shù)提供了高水準(zhǔn)的訂製和可重複性，使外骨骼夾克成為預(yù)防傷害和康復(fù)的解決方案。
剛開始馬修使用Ultimaker 2+列印機(jī)設(shè)計(jì)了第一代外骨骼，並開始使用 PLA 進(jìn)行原型製作，成果讓人充滿希望，也為進(jìn)一步發(fā)展提供了靈感，但能夠設(shè)計(jì)和列印的幾何形狀受到單噴頭的限制。
為了克服此限制，馬修改成使用雙噴頭的Ultimaker S5，不但開創(chuàng)了新的材料組合和可能性，更有助於推動(dòng)項(xiàng)目向前發(fā)展，第二代外骨骼以S5使用 PLA 內(nèi)芯對(duì)並測(cè)試尼龍和 TPU 的外殼材料，以找出性能最佳的材料生產(chǎn)出符合人體的組件──外部柔軟，內(nèi)部硬化提供剛性。
利用 Ultimaker 的系統(tǒng)，馬修使用 Ultimaker Digital Factory軟體優(yōu)化了過(guò)程，其遠(yuǎn)程列印和監(jiān)控進(jìn)度的能力，也讓馬修能夠在任何地點(diǎn)地點(diǎn)作業(yè)；Cura 和Digital Factory軟體內(nèi)建的分析則可計(jì)算出材料成本和列印時(shí)間，使他能夠計(jì)劃外骨骼的生產(chǎn)計(jì)畫並研究如何在下一代降低成本。
外骨骼是一種外部佩戴的輔助機(jī)械裝置，用於幫助運(yùn)動(dòng)或防止受傷
透過(guò)使用 Ultimaker S5，克里斯蒂娜改善表弟生活的想法在短短六個(gè)月內(nèi)從概念和設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)樵脱u作和製造，馬修表示，如果沒有 Ultimaker S5 與 Ultimaker Digital Factory 軟體相結(jié)合的可靠性和可重複性，他將無(wú)法在如此短的時(shí)間內(nèi)完成該項(xiàng)目，而項(xiàng)目完成後，被評(píng)選為 2021 年初級(jí)工程師 MacRobert 獎(jiǎng)?wù)碌氖讓毛@獎(jiǎng)?wù)摺?/span>
馬修還成為美國(guó)測(cè)試與材料協(xié)會(huì) (ASTM) 小組委員會(huì)的主席成員，正在為國(guó)際外骨骼標(biāo)準(zhǔn)提供建議，以確保安全地製造外骨骼供人類使用，他對(duì) ASTM 的參與使他能夠與福特、波音、美國(guó)宇航局和英國(guó)航天局等國(guó)際組織進(jìn)行交流。馬修和 ASTM 共同努力，希望在不遠(yuǎn)的將來(lái)看到外骨骼的可及性飆升，他認(rèn)為每個(gè)人都將使用 3D 列印來(lái)替換家裡的零件，以減少依賴等待製造商生產(chǎn)的過(guò)程。
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參考資料