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美国陆军研究人员为士兵创建了3D打印的定制化耳塞

时间:2020-05-29 09:03 来源:中国3D打印网 作者:中国3D打印网 阅读:
       中国3D打印网5月29日讯,美国陆军航空医学研究实验室的研究人员已使用3D打印为美国武装部队成员生产和测试可定制的耳塞。可以采用陆军科学家的新技术来保护耳朵,以防止武装部队成员听力损失。损害士兵的听力不仅会限制他们参与社交互动的能力,还会使他们变得更加脆弱,并在战场上失去战备状态。
耳塞对于经常被响亮的机械设备和枪声包围的士兵至关重要
  耳塞对于经常被响亮的机械设备和枪声包围的士兵至关重要。图片来自美国陆军。
  增材制造的耳塞
         目前,士兵必须佩戴某种听力保护装置(HPD),而那些经常暴露在危险噪声中的士兵必须加入陆军听力计划(AHP)。该计划旨在通过一系列临床听力服务来预防听力损失,但士兵绝不是唯一的弱势群体。在美国,由于报告的听力受损,每年估计花费2.42亿美元用于工人的赔偿要求。
      制作耳模以对抗听力损失也是一项冒险的工作。例如,有时印模材料会越过“耳塞”,这是为了保护内耳,导致受伤,可能导致手术干预甚至听力损失。军队研究人员试图通过结合使用扫描方法,传统的耳印,物理印象的数字扫描和3D打印来减轻此类风险。结合这些技术,可以生产定制的耳塞,并让研究人员评估每种方法的益处和性能。
        传统的制造过程需要创建物理的耳模印象,然后将其运至耳塞制造商。然后,将“耳印”铸造成负面的耳朵模子,或者通过耳压扫描仪进行扫描,以生成数字模型。目前都使用这两种方法,因此为了比较和优化不同的技术,研究人员创建了六个不同的耳塞样本。使用了物理耳印和物理印象的数字扫描,以及三种不同的数字耳扫描方法和内部3D打印方法。
可视化表示Lantos扫描仪
  可视化表示Lantos扫描仪(在过程中使用)如何使用Lantos Cloud Technology提供准确图像的方法。然后创建耳塞并运送给客户。图片来自Lantos。
  3D建模和打印耳塞
         美国陆军研究人员首先使用光捕获方法创建了20位志愿者的耳和耳道的3D模型。然后,使用计算机辅助设计(CAD)软件对这些模型进行修改,以创建使用三种制造方法中的每种方法制作的定制合身听筒。扫描是使用一系列扫描仪进行的,以便评估由eFit,3Shape和Lantos提供的最高效的扫描仪。因此,五名受试者将使用印模形耳塞,五名来自eFit扫描,五名来自3Shape,五名来自Lantos。
         使用Cyfex Secret Ear Designer软件在内部对数字扫描进行建模,并使用Envisiontec Perfactory Micro 3D打印机和E-Silicone M材料制造耳塞壳。印刷后,将贝壳在异丙醇溶液中洗涤,并在气压下干燥。在60°C大约需要15分钟的时间,即使用加压聚合单元Polymax 1固化该材料。
         将得到的耳塞提供给测试对象,让他们评估每种设计的舒适度,并且每种制造方法的结果各不相同。尽管物理耳印产品可提供最佳的听力保护,但平均而言,它们也最不舒适。重要的是,事实证明,使用数字扫描制作的耳塞远不如使用物理印象制作的耳塞有效。根据研究人员的说法,这可以归因于制作印象的人的技能和技术,因此有必要进行进一步的研究以完善该过程。

  美国陆军的3D打印医学进展 

       增材制造经常被美国武装部队利用,以期为士兵提供更好的医疗支持,并在战场上占据优势。佛罗里达州的微点胶技术公司nScrypt于2020年3月为美国陆军开发了nRugged,即工具工厂(FIT)。该3D打印机旨在在恶劣的环境中使用,能够生产各种产品。从完整的电子设备到生物活性绷带,而无需更换工具。
       2019年10月,健康科学统一服务大学(USU)和纽约西点美国军事学院在冲突地区使用3D打印医疗设备进行了试点。实验表明,可以部署各种仪器来节省时间,降低运输成本和避免后勤问题。
       美国空军3D小组的研究小组于2020年4月打印出了一种医用手术牵开器。该仪器旨在供野外医生用来张开伤口,可以部署在无法补充医疗用品的恶劣环境中。

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(责任编辑:admin)

weixin
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