Mire jó a 3D szkennelés?
Az Artec Eva segít létrehozni a 3D nyomtatott protetikus lábikra izomzatot.
Forrás: artec3d.com
Összegzés: Egy ejtőernyős ugrás során az ejtőernyősnő rosszul ért talajt, következményeként elvesztette alsó lábizomzatának (gastrocnemius, lábikraizomzat) jelentős részét. A felépülése után már tudott járni, de a sérült lábának esztétikailag protézisre volt szüksége.
Cél: Professzionális 3D készi szkenner által létrehozott állományból tervezhető és legyártható lábprotézis létrehozása.
Felhasznált eszközök: Artec Eva, SOLIDWORKS, ZBrush, 3DS Max, Photoshop
Egyénre szabott protézis tervezése nehezebb, mint amilyennek látszik. Ismerje meg a prototípus fejlesztéséhez használt munkafolyamatot és technológiát.
Ez a történet akkor kezdődött, amikor egy Olga nevű orosz lány úgy döntött, hogy megkeresi a Can Touch oroszországi ipari 3D nyomtatással foglalkozó szolgáltatóját egy különleges kéréssel. Olga egy kockázatos sportág, az ejtőernyőzés szerelmese. Az egyik ugrása során a földet éréskor súlyosan megsérült, melynek következményeként az egyik lábának izomzatát részlegesen elvesztette. Annak érdekében, hogy Olga újra teljes életet élhessen, a jobb lábának esztétikai helyreállítása érdekében speciális protézisre volt szűksége. Speciális protézisnek pontosan illeszkednie kell a műtétek által eltorzult lábára. Erre nyújtott megoldást a 3D szkennelés technológiája.
Megkezdődik a protézis tervezés:
Olga és a Can Touch szakemberei közösen kidolgoztak egy tervet, amely a következő szakaszokat tartalmazza:
- mindkét láb szkennelése 3D-ben
- 3D modell készítése
- protézis kinyomtatása
- a protézis kipróbálása.
- A lábak újbóli szkennelése
Az első dolgunk az volt, hogy mindkét lábát átvizsgáljuk, és itt jött jól Artec Eva eszköze. A szkennelést Alexander Gorodetsky mérnök végezte, aki valójában a szkenner alaktényezőjének fejlesztése mögött állt. A csapatnak nagyon pontos szkennelésre volt szüksége, ezért gondoskodtak arról, hogy minden formát pontosan rögzítsenek.
A protézis 3D-s modelljének elkészítése:
Ez a szakasz volt a legmunka- és időigényesebb. A munkát Valery Karaoglanyan tapasztalt 3D-modellezőre bízták. Feladata egy kozmetikai protézis 3D-s modelljének elkészítése volt két pontfelhővel (az egészséges láb és a sérült láb felvételei), figyelembe véve Olga igényeit. Nem volt kész megoldás, az egész munkát a nulláról kellett elvégezni.
Az első lépés az volt, hogy mindkét lábról szilárdtest 3D-s modelleket hozzon létre a SOLIDWORKS-ben. Amikor készen voltak, az egészséges láb modelljét tükrözték; majd "kivonták" belőle a sérült láb szilárd modelljét, melynek eredményeként megkapták a protézis alap terveit. Fontos volt, hogy a protézis és a bőr között legyen némi távolság, hogy a bőr "lélegezhessen".
Az eredeti elképzelés az volt, hogy a belső és a külső részek is hálós felületek lesznek. Olga azt kérte, hogy a külső réteg sima lehessen.
A hálós felület 3D modell létrehozásához a tervezőknek több program között kellett "zsonglőrködniük". Először a ZBrush-ba importálták, hogy létrehozzanak egy UV-térképet és egy rácsmodult. Ezután a rácsot Photoshopban rárakták a térképre, majd a 3D-s modellt visszaimportálták a ZBrushba. Ebben a szakaszban a tervezők szembesültek a jövőbeli protézis vastagságának beállításával; A ZBrush nem rendelkezik ezzel a funkcióval, ezért kellett a 3DS Max-ot használniuk.
A csapat a fenti programok állományait SOLIDWORKS-ben összegezte és ennek eredményként készült el "gastrocnemius protézis" prototípus nyomtatható 3D-s modellje.
3D nyomtatás:
A 3D nyomtatás volt a protéziskészítési folyamat utolsó szakasza. A csapat fehér PA 2200 (poliamid) műanyagot használt. Ez az anyag nagyon tartós és könnyű, tökéletesen alkalmas olyan kozmetikai protézisek készítésére, amelyeknek tartósnak kell lenniük. Nyomtatási technológiaként SLS szelektív lézeres szinterezésnek nevezik.
A protézis kipróbálása
A prototípus gyártás lényege, hogy annak használta során valóságban hogy állják meg a helyüket. Protézis felpróbálása során kiderültek erősségei és gyengeségei. Szerelvények jól működtek, és a protézis tökéletesen illeszkedett a Olga beteg lábához, azonban rövid időn belül világossá vált, hogy a láb és a protézis közé valami puha anyagot kell használni, mivel a láb izzad, és az anyag kissé érdes szerkezete miatt sértheti Olga kábának bőrét.
Ha a protézis külső rétege az eredeti tervek szerint hálós maradhatott volna, akkor szellőzés megoldott lenne és a bőr izzadása elkerülhető lehetett volna. Olga elmondta, hogy tetszett neki a protézis, és beváltotta a hozzá fűzött reményeket. Azonban eltart egy ideig, amíg minden körülmények között ki lesz próbálva.
Ez volt a Can Touch első tapasztalata kozmetikai protézis készítésében. A csapat elkövetett néhány hibát, meg kellett ismételnie néhány folyamatot. Mindazonáltal ez a tapasztalat azt mutatta, hogy a professzionális hardver és 3D szoftver mérnöki ismeretekkel párosulva kiváló minőségű protéziseket készíthet.
További részleteket az Artec Eva színes 3D szkenner oldalán talál.
Forrás: artec3d.com