กระดูกนิ้วมือใน exoskeleton ที่ถูกปรินท์ขึ้น

แรงเสียดทานต่ำ น้ำหนักเบา - ชิ้นส่วนที่ถูกปรินท์ขึ้นอย่างรวดเร็วสำหรับใช้งานในการทำกายภาพบำบัด

สิ่งที่ต้องเตรียม:ข้อต่อนิ้วสำหรับโครงกระดูกภายนอก
ขั้นตอนการผลิต:การเผาผนึกด้วยเลเซอร์แบบคัดเลือกด้วยผงเผาผนึกด้วยเลเซอร์
สิ่งที่ต้องการ: ค่าการเสียดสีต่ำ และน้ำหนักเบา มีความแม่นยำสูง
วัสดุ:iglidur I6
กลุ่มอุตสาหกรรม: วงการการแพทย์
ผลลัพธ์ที่ได้จากการทำงานร่วมกัน:จัดส่งที่รวดเร็ว การผลิตส่วนประกอบการทำงานเฉพาะของลูกค้าที่คุ้มต้นทุน

สมาคมอัมพาตของประเทศเยอรมันระบุว่าทุกๆสองนาที จะมีผู้ป่วย ป่วยด้วยโรคหลอดเลือดในสมอง เพื่อให้ง่ายต่อการเรียนรู้ใหม่ว่าจะจับสิ่งต่าง ๆ หลังจากเกิดโรคหลอดเลือดสมอง Eidgenössische Technische Hochschule Zurich (มหาวิทยาลัย ETHZ) ได้พัฒนาโครงกระดูกภายนอกที่เรียกว่า RELab tenoexo สามารถทำกิจกรรมประจำวันได้ถึง 80 เปอร์เซ็นต์ การพิมพ์ 3 มิติที่ทำจากพลาสติกประสิทธิภาพสูง iglidur I6 ช่วยให้ส่งกำลังได้อย่างเหมาะสม

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ iglidur I6

ตัวอย่างของ exoskeleton ที่ถูกปรินท์ขึ้น

นิ้ว phalanxes แบบ 3D printed ผลิตมาจากพอลิเมอร์iglidur I6 ประสิทธิภาพสูง ที่จะช่วยในการบำบัดผู้ป่วยโรคหลอดเลือด (แหล่งที่มา :Stefan Schneller, ETH Zurich)

ปัญหา

การผลิตข้อต่อนิ้วกับเครื่องปริ้น 3D จะออกมาเป็นเครื่องมือที่มีรายละเอียดค่อนข้างสูง และใช้งานยาก และไม่เพียงพอต่อการทำโครงสร้าง finger phalanxes. องค์ประกอบพวกนี้ไม่เพียงแต่จะยึดใบเข้าด้วยกันแล้ว แต่ยังมีกลไกในการปกปิดลายสำหรับสายหนัง หัวเข็มขัดที่มีสายรัดเป็นเกลียวจะมีความกว้างกว่ามิลลิเมตร เส้นใย ABS เป็นวัสดุสำหรับการปริ้นแต่ก็ยังไม่เหมาะกับการใช้งานทันทีเพราะว่าการเสียดสีระหว่างข้อต่อกับสปริงมันยังสูงเกินไป ดังนั้นจะเสียพลังงานตอนใช้งานมาก

โซลูชั่น

ETH Zurich ออกมาในรูปแบบพลาสติก iglidur I6 ที่จะเป็นองค์ประกอบสำคัญในการทำงาน ผง SLS ถูกพัฒนาพิเศษเพื่อช่วยลดการเสียดสี เมื่อมีความเคลื่อนไหวขณะใช้งาน แสงเลเซอร์ มีความแม่นยำสูงและเหมาะกับการใช้งานลากเส้นของข้อต่อ การทำงานของ 3D printing ของ igus, ข้อต่อถูกผลิตขึ้นมาอย่างเร็วและคุ้มราคา พร้อมสำหรับการใช้งานทันที

โครงสร้างของโครงกระดูกงูและการทำงานของมัน

การออกแบบตัวนิ้ว มาจากผู้เชี่ยวชาญจากประเทศญี่ปุ่น คุณ Jumpei Arata จากมหาวิทยาลัย Kyushu University ว่าปริงชิ้นบางสามแผ่น ผลิตขึ้นมาจากสแตนเลสเพื่อเอามาใช้งานแทนวัสดุอื่นๆด้านบนที่ต้องใช้เชื่อมต่อกับพลาสติก สาย Bowden ที่แนบมาด้วยตรงกลางปริง ถ้ามีการเคลื่อนทางตรง นิ้วจะหด และถ้ามันถูกดึงออกกลับมา มือจะเปิด เครื่องยนต์ DC จะใช้งานเพื่อยืดและงอตัวสปริงและช่วยหนุนผู้ป่วย เมื่อพวกเขามีการเคลื่อนไหว คุณ Jan Dittli นักวิจัยจากกรมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี ETHZ.กล่าวว่า นิ้ว Per เป็นโครงกระดูกนิ้วที่สามารถออกแรงได้ถึง 6 นิวตัน ทั้งสามอย่างนี้ มาเพื่อเสริมการเคลื่อนไหวและเพียงพอต่อการยกวัตถุที่มีน้ำหนักประมาณ 500 grams เช่น ขวดน้ำขนาดครึ่งลิตร

โครงกระดูกนิ้วถูกรัดไว้ให้แน่นโดยสายรัดข้อมือเซนเซอร์และติดมาด้วยคือนิ้วของเครื่องมือจากเข็มขัดหนัง เมื่อผู้ป่วยเริ่มมีการเคลื่อนไหวมือ สายรัดจะทำการส่งสัญญาณกระแสไฟฟ้า (EMG)มายังเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ ส่วนตัวหลังจะอยู่ในเป้เข้าไว้ด้วยกันกับมอเตอร์ แบตเตอรี่และตัวควบคุมไฟฟ้า ดังนั้นเป้ จะเชื่อมต่อโมดูลการทำงานของมือ ถ้าการเคลื่อนไหวจะมีส่วนสึกหรอ ก็จะสามารถตรวจจับความสึกหรอได้ด้วยระบบคอมพิวเตอร์ ที่ทำงานโดยมอเตอร์ DC

ในช่วงที่กำลังพัฒนานั้น นักวิจัยหลายท่านได้เผชิญกับความท้าทายของข้อต่อนิ้ว องค์ประกอบนี้ ไม่เพียงแต่จะยึดสปริงเข้าไว้ด้วยกันแล้ว แต่มันยังลอคเครื่องกลเข้าไว้ด้วยกันสำหรับการใช้งานกับเครื่องหนัง หัวเข็มขัดที่อยู่ติดกับใบพัด มีขนาดใหญ่กว่ามิลลิเมตร สำหรับการผลิตส่วนด้านหลังของมือ เครื่องปริ้นแบบ 3D กับเส้นใย ABS จะนำออกมาใช้งาน ขั้นตอนการผลิตและและวัสดุที่ทำออกมาจะยังไม่เหมาะสมกับการผลิตข้อต่อนิ้ว คุณ Dittli. กล่าวว่า การเสียดสีกันระหว่างข้อต่อกับส่วนใบสปริงจะมีระยะห่างกันมากเมื่อใช้งานตัวนี้ ดังนั้น ผลลัพธ์ที่ได้ การใช้พลังงานที่มากเกินไป ก็จะส่งผลให้เกิดความเสียหายได้เมื่อนิ้วมีการเคลื่อนไหว ความละเอียดอ่อนของเครื่องปริ้น 3D แบบปกติ จะสร้างผลงานที่ไม่ได้มีปะสิทธิภาพสูงนักสำหรับงานโครงสร้างที่มีรายละเอียดของนิ้ว finger phalanxes

ชุดโมดูลโครงกระดูกมือ มีน้ำหนักแค่ 148 grammes (ที่มา Stefan Schneller, ETH Zurich)

iglidur I6 เป็นเครื่องปริ้น 3D พอลิเมอร์ที่สำหรับการใช้งานที่มีแรงเสียสีน้อย

การแก้ไขปัญหานี้ ถูกค้นพบโดยการผลิตของ igus' iglidur i6 วัสดุที่ไม่ต้องใช้สารหล่อลื่นที่ผลิตและพัฒนาขึ้นมาพิเศษเพื่อรองรับการทำใช้งานที่ต้องมีการเสียดสี ตรงส่วนข้อต่อนิ้ว ลูกค้าก็นำไปใช้งานแล้ว iglidur i6 ถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อการผลิตล้อหนอนสำหรับข้อต่อของหุ่นยนต์ มันเหมาะกับการใช้งานเพื่อการผลิตชิ้นส่วนประกอบที่รายละเอียดไม่มากและพื้นผิวที่แน่นอน และมีความยืดหยุ่น ทนทานต่อการเสียดสี iglidur i6 พิสูจน์แล้วว่าเหมาะสมในฐานะส่วนประกอบการทำงานที่ทนทานใน ห้องปฏิบัติการทดสอบของ igus: เฟืองเผาที่ทำจากพลาสติก iglidur ที่ทนต่อการขีดข่วนนี้ได้รับการทดสอบเป็นเวลาสองเดือนภายใต้สภาวะเดียวกันกับเฟืองกลึงที่ทำจาก POM เฟืองที่ทำจาก POM แสดงสัญญาณการสึกหรออย่างรุนแรงหลังจาก 321,000 รอบ และล้มเหลวโดยสิ้นเชิงหลังจาก 621,000 รอบ ในขณะที่เฟืองที่ทำจาก iglidur i6 ยังคงทำงานต่อไปหลังจากผ่านไป 1 ล้านรอบโดยมีร่องรอยการสึกหรอเพียงเล็กน้อย

นิ้วfinger phalanxesผลิตมาจากพอลิเมอร์ประสิทธิภาพสูงของ iglidur I6. รวมสามสปริงเข้าไว้ด้วยกัน (ที่มา Stefan Schneller, ETH Zurich)

พอลิเมอร์ที่หล่อลื่นด้วยตัวมันเอง เป็นแนวทางการใช้งานใหม่สำหรับอุตสาหกรรมยฃเทคโนโลยียา

ในทางกลับกัน โลหะ iglidur I6 จะมีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษ ดังนั้นมันจึงถูกวางแผนไว้ล่วงหน้าแล้วสำหรับการใช้งานที่มีน้ำหนักเบา นักวิจัยกล่าวว่า หัวใจหลักของ ETHZ นั้น ไม่เพียงแค่โครงกระดูกที่มีน้ำหนักเบา ขนาดรกะทัดรัดเท่านั้น แต่ยังเหมาะสมกับการใช้งานรายวันอีกด้วย ข้อต่อทำมาจาก iglidur I6 โมดูลส่วนมือ มีน้ำหนักเพียง 148 grammes. ตัวหล่อลื่นชนิดแข็งที่เป็นส่วนประกอบในพอลิเมอร์ ทำให้การหล่อลื่นภายนอกวัสดุของตัวที่ไม่จำเป็นและอำนวยความสะดวกในการใช้งานของการใช้งาน

การเผาด้วยเลเซอร์ เป็นขั้นตอนหนึ่งของการผลิตที่ไม่ใช่แค่เหมาสำหรับการใช้งานที่ต้องใช้วนซ้ำหรือวับซ้อน ยังมีโครงสร้างออกแบบลวดลายเส้นได้ และยังสามารถผลิตสินค้าปริมาณไม่มากแต่ต้นทุนต่ำด้วย ยังสามารถใช้งาน RELab tenoexo exoskeletons ได้ สามารถประยุกต์ใช้กับการรักษาผู้ป่วย เราได้พัฒนาอัลกอริทึมที่จะสามารถเข้าไปมีบทบาทในการพัฒนาระบบโมเดลแบบดิจิทัลของขนาดมือของผู้ป่วย เพียงแค่คลิ๊ก "

ข้อต่อการปริ้น 3D ผลิตมาจากวัสดุiglidur I6 พอลิเมอร์ประสิทธิภาพสูง มีน้ำหนักเบาและสามารถผลิตตามความต้องการของลูกค้าได้อย่างเร็วโดยไม่ยุ่งยาก(ที่มา: Stefan Schneller, ETH Zurich)

ต้นแบบที่รวดเร็วและส่วนประกอบฟังก์ชั่นใช่หรือไม่

สำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์หรือการผลิตชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ ความเร็วทำให้บริษัทมีความได้เปรียบทางการตลาดและลูกค้าสามารถแก้ไขปัญหาได้เร็วกว่า โดยการอัปโหลดโมเดล 3 มิติของข้อต่อนิ้วที่จำเป็นในของเราเครื่องมือบริการการพิมพ์ 3 มิติออนไลน์นักวิทยาศาสตร์ของ ETHZ สามารถสั่งซื้อชิ้นส่วนที่ต้องการได้ในเวลาเพียงไม่กี่นาที การผลิตจริงมักใช้เวลาข้ามคืน และข้อต่อนิ้วที่เสร็จแล้วสามารถติดตั้งได้ภายในเวลาเพียงไม่กี่วัน จากนั้นจึงนำไปใช้เพื่อการรักษา ไม่มีวิธีการผลิตอื่นใดที่เข้าใกล้ความเร็วและความคุ้มค่าของการพิมพ์ 3 มิติ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการผลิตในปริมาณน้อยที่ปรับแต่งได้

แต่ชิ้นส่วนที่พิมพ์ 3 มิติมีความเหมาะสมเป็นชิ้นส่วนที่ใช้งานได้ในการใช้งานขั้นสุดท้ายหรือไม่ หรือต้องอยู่ในบทบาทเจียมเนื้อเจียมตัวของต้นแบบที่พร้อมใช้งานอย่างรวดเร็ว เราเชื่อมั่นในประสิทธิภาพของวัสดุของเรา: ส่วนประกอบที่ผลิตแบบเติมแต่งที่ทำจากพลาสติก iglidur ถูกนำมาใช้ในส่วนประกอบอื่นๆ มากมายการใช้งานของลูกค้าเป็นชิ้นส่วนที่ผลิตในซีรีส์ที่ใช้งานได้จริง

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตสินค้าที่ igus