美国陆军研究人员为士兵创建了3D打印的定制化耳塞

3D打印快讯
2020
05/29
11:27
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来源:未知大陆

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受损。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。

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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

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,估计每年有2.42亿美元用于因听力受损而索赔的工人。

制作耳模以应对听力受损也是一项冒险的工作。例如,有时印模材料会越过“耳塞”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。使用了物理耳印和数字扫描等三种不同的数字耳扫描方法和内部3D打印方法。

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扫描可视化

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。打印后,将壳体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。


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