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申请/专利权人:青岛科技大学
摘要:本发明提供一种基于记忆功能材料的智能调节下肢支具加工方法及装置,该方法包括以下步骤:1对患者进行数据收集,通过利用医学影像软件,将患者的CT影像转为立体文件,再根据逆向工程软件,得到矫形器立体模型,并对立体模型进行优化处理;通过3D打印机根据所获得立体模型打印出外部矫形器;2进行下肢医用康复支具的结构设计,包括固定保持组件、角度调节监测组件、长度调节组件与传动装置的设计;3建立下肢医用康复支具有限元模型,进行SMPs的3D打印材料的性能可靠性检测。本发明结合3D打印技术和逆向工程,利用新型形状记忆3D打印材料通过向PLA材料加入10%质量的PCL材料,提高材料的稳定性和机械性能。
主权项:1.一种基于记忆功能材料的智能调节下肢支具加工方法及装置,其特征在于,所述加工方法包括以下步骤:1对患者进行数据收集,通过利用医学影像软件,将患者的CT影像转为立体文件,再根据逆向工程软件,从而得到矫形器立体模型,并对立体模型进行优化处理;通过3D打印机根据所获得的立体模型打印出外部矫形器;2进行下肢医用康复支具的结构设计,包括固定保持组件、角度调节监测组件、长度调节组件与传动装置的设计;3建立下肢医用康复支具有限元模型,进行SMPs的3D打印材料的性能可靠性检测;步骤1中,矫形器所采用的3D打印材料为热致型形状记忆材料,包括形状记忆聚氨酯、聚降冰片烯、反式-1,4-聚异戊二烯和生物降解形状记忆材料;步骤1中,将患者扫描数据导入到医学查看软件中,得到患者立体模型;再通过将生成的患者立体模型导入至逆向工程软件中获得矫形器立体模型;步骤1中,将准备好的复合材料投入到单螺杆挤出机当中,生产出直径为1.75mm打印线备用,采用选择性激光烧结、选择性激光熔化、电子束熔化的3D打印方式;步骤1中,将所获得的立体模型转化为相应的切片格式的模型并导入3D打印机中,并将矫形器立体模型竖直,即上下端面平行于打印平台放置;步骤1中,将打印层厚设置为0.1~0.3mm,填充率70~80%,打印速度70~90mms,打印温度180~200℃;步骤2中,将圆弧槽的角度开设范围为0°至120°;包括固定调节组件、角度调节监测组件、长度调节组件和传动装置;所述固定保持组件包括大腿支架1,小腿支架16;所述角度调节监测组件设有固定叉齿4;所述角度调节监测组件设有上线调节盘18和下线调节盘19;所述长度调节组件设有长度调节滑块2;所述长度调节组件设有滑块锁紧螺栓9,长度调节滑块2通过滑动锁紧螺栓9连接在一起,以实现长度调节后的固定;所述传动装置选用可控步进电机11;所述传动装置设有蜗轮6和蜗杆13;所述传动装置设有太阳轮20和行星齿轮7;所述传动装置设有一级传动轴21和二级传动轴24;所述传动装置设有凸缘外圈深沟球轴承15和深沟球轴承25;在步骤2中,传动装置采用二级减速,第一级采用蜗轮蜗杆减速,第二级采用齿轮减速;在步骤3中,形状记忆矫形器10与固定调节组件采用尼龙绑带27连接;角度调节组件中心孔与大、小腿支架中心孔同轴,并与大小腿支架通过销连接;步骤3中对矫形器、大小腿支架及被动训练传动进行可靠性校核。
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