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美国密歇根大学与AltairEngineering和Stra_万博游戏平台

本文摘要:该团队最近拒绝委托和资助美国国家增材生产创造研究员AmericaMakes,致力于开发利用3D打印机和工业40(Industry40)改造脚踝装具(AFO)的设计、舒适性、实用性的解决方案为此,CYBER团队没有连接到基于云计算的网络系统,而是通过后者的交叉熔融堆积成形(FDM)开发了am(accessmaterialmanufacturing)设计的数字化流程增材生产技术和AltairOptiStruct?

患者

前几天,美国密歇根大学与AltairEngineering和Stratasys公司合作组成了CYBER团队。该团队最近拒绝委托和资助美国国家增材生产创造研究员AmericaMakes,致力于开发利用3D打印机和工业4.0(Industry4.0 )改造脚踝装具(AFO )的设计、舒适性、实用性的解决方案为此,CYBER团队没有连接到基于云计算的网络系统,而是通过后者的交叉熔融堆积成形(FDM )开发了am(accessmaterialmanufacturing )设计的数字化流程增材生产技术和AltairOptiStruct? 软件最后建立脚踝矫形器(AFO )的定制生产。

目前AFO生产的弱点传统上是,为患者定制AFO,必须由熟练的矫治器维修人员和技术人员使用在玻璃钢铸带上为患者的小腿生产“型腔”(a和b,听右图)。(c )然后将液态石膏铸铁放入型腔,制作模型。

(d )人工将石膏模型变更为患者骨架突起和耐压区域的适当方位(e )一张热塑性板用于在模型周围展开真空成形(f )用人工将该塑料制器具遮蔽到最终形状,在此基础上填充适当的辅助材料,例如填充最后安装在AFO患者身上。制作定制脚踝矫形器的传统技术这个过程的弱点是,需要很多环节和熟练的技师,因此其交货周期一般必须在2~4周。

而且这个过程多用于石膏材料的再利用。矫治器通体使用的板材厚度一定,允许其结构和重量优化的能力。此外,为了优化AFO的强度和灵活性,最大化患者的行动能力,与现代分析技术不兼容。CYBER解决方案:通过工业4.0构建AFO的生产,解决了CYBER团队需要合作解决问题的影响患者和护理人员的弱点,同时优化AFO,增加生产成本,降低生产速度基于未来云计算的网络物理系统允许临床医生利用在线门户构建AFO,并结合其临床专业知识和自动化工具为患者制定处方。

他们开发的网络物理系统将基于云计算的算法过程与物理组件生产无缝构建,部件的整体几何形状和相应工具这种AFO增材生产解决方案的优点将增加交货期AFO一般交货期为2~4周。这个团队计划通过网络物理系统每天减少交货时间。

计划

精度提高水平:石膏潮湿时不会膨胀,因此,如果不经过以前有递归或经验的医生,石膏型往往无法正确复制患者的踝关节和足部形状。CYBER团队计划利用准确的3D扫描获得实时准确的AFO设计。防止了多次访问:患者访问一次即可完成AFO的生产,节约了患者和护理人员的成本。提高了AFO设计的维度: AFO的形状是现在的生产能力所允许的,医生和设计师不能设计更简单的功能。

该小组计划通过基于计算出的模型和刀具路径的优化来推进将来的AFO设计,同时委托临床医生进行个性化护理。据天工社报道,下肢装具使用者的平均年龄为70岁,因此轻量化和易用性是这个项目中最重要的。

但是,目前,AFO的增材生产流程非常简单,对作业人员的排斥非常低,此外,在现在的增材生产流程中,机器的生产能力:现在的增材生产技术的生产能力足以得到反对患者访问的定制的AFO。CYBER需要寻找新的设计方法来减少机器的生产能力和构建更低的材料使用量,同时保持结构的完整性和功能性。多材料:在定制的AFO中,硬质材料必须获得结构功能和柔软的材料以获得舒适性。临床模块和系统集成不足:目前没有软件系统可以无缝处理所有数据。

这些数据包括患者的3D扫描尺寸、矫治器的形状和3D打印机的命令文件等。美国退役军人第一次受益。根据CYBER团队的计划,美国退役军人管理局(VA )将成为该解决方案的第一个合作伙伴。测试完成后,该程序不会部署在全美VA装备和假肢网站上,首先为退役军人和家人提供服务。

定制

最大,从2005年到2009年,VA的支出中,装具和假肢的支出完全减少了80%,从9.07亿美元迅速增加到了16亿美元。仅2009年VA就为退役军人获得了150万件首饰。随着人口整体老龄化,这个数字还在大幅增加。

根据美国整形义肢协会(AOPA )的研究,如果需要将CYBER团队的增材生产解决方案全面部署到VA的网络上,到2020年医疗保险的每件支出将节省13亿美元。这个项目预计在2017年完成概念证明。


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