Optimización de dispositivos ortopédicos
Resumen | La optimización del diseño de un dispositivo ortopédico permite ahorrar un 40% de peso
El problema | Ricoh 3D se asoció con los profesionales médicos de la Unidad de Investigación Ortésica y Evaluación Locomotriz (ORLAU) para fabricar en serie un mecanismo de palanca que ayuda a los pacientes a colocarse y quitarse la órtesis de tobillo-pie. del tobillo y el pie.
Nuestros ingenieros se dedicaron entonces a reducir el peso de la pieza para mejorar aún más la comodidad y reducir el precio para esta industria extremadamente sensible a los costes, pero sin comprometer la resistencia de la pieza necesaria para hacer palanca para separar el dispositivo de la pierna del paciente.
La solución | Se utiliza un CCD (Dispositivo de Corrección de Contracciones) de tobillo para ayudar a tratar a los pacientes con tensión muscular y de tejidos blandos alrededor de los tobillo y los músculos de la pantorrilla.
A menudo, los pacientes pueden encontrar difícil ponerse y quitarse un dispositivo ortopédico de forma regular como parte de su rehabilitación. El equipo de investigación sobre ortesis del Hospital Ortopédico Robert Jones y Agnes Hunt ha desarrollado un ingenioso mecanismo de palanca que abre el DAC para facilitar su uso, al tiempo que ayuda al usuario a aplicar la fuerza de estiramiento.
Este mecanismo se fabricó primero mediante mecanizado y ensamblaje convencional pero, tras consultar con Ricoh 3D, quedó claro que la la impresión 3D ofrecía una mejor opción al imprimir la rótula in situ, eliminando la necesidad de ensamblaje. de la rótula in situ, eliminando la necesidad de ensamblaje. El producto final era ligero y robusto, pero flexible, y probado a más de 3.000 ciclos, con una vida útil estimada de más de cinco años. con una vida útil estimada de más de cinco años.
La ayuda impresa en 3D recibió una respuesta positiva por parte de los usuarios, pero el equipo de Ricoh 3D sabía que era posible obtener más beneficios, como las estructuras de celosía y la eliminación de polvo atrapado, utilizando el software de optimización del diseño, al tiempo que se conservaba la resistencia suficiente para la aplicación prevista. Dado que el dispositivo se produce en volúmenes reducidos, era fundamental reducir el coste total mediante una pieza más ligera con menos uso de polvo.
En primer lugar, se llevó a cabo un análisis de elementos finitos (FEA) para determinar el factor de seguridad actual y determinar cuánto material podía eliminarse y dónde. No había limitaciones en la estructura interna, pero el equipo tenía que permitir la eliminación de polvo no sinterizado para aligerar la pieza y, por tanto, reducir el coste del tiempo de sinterización.
A continuación, se crearon mejoras de diseño generativo (GD) utilizando un software inteligente para eliminar el material. Se introdujeron estructuras reticulares se introdujeron estructuras reticulares y se eliminó el polvo atrapado para aligerar la palanca en un 40%, de 48,3 g a 29,2 g, y lograr una reducción de costes del 15%.
Se llevaron a cabo una serie de pruebas de carga destructivas para confirmar que la pieza recién optimizada era tan resistente como el diseño original. diseño original. Los resultados demostraron que, al igual que el original, la pieza no podía ser destruirse y volver a su forma original después de las pruebas.
La pieza recién optimizada, más rentable, cumplía de calidad del cliente, mientras que el diseño innovador y futurista también atrajo a los usuarios finales. diseño innovador y futurista.
El sistema de mecanismo de palanca está ahora en plena y ayuda a facilitar la vida de los pacientes gracias a la tecnología 3D. de la tecnología.
Ricoh 3D está deseando trabajar con ORLAU en futuras innovaciones sanitarias, ya que el sector médico sigue comprendiendo las ventajas de la impresión 3D para mejorar y personalizar los tratamientos.
