亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Multidisciplinary topology and material optimization approach for developing patient-specific limb orthosis using 3D printing

熔融沉积模型 3D打印 拓扑优化 可扩展性 计算机科学 变形 矫形学 机械工程 工程类 模拟 结构工程 有限元法 人工智能 医学 物理疗法 数据库
作者
Ashwani Kumar,Deepak Chhabra
出处
期刊:Rapid Prototyping Journal [Emerald (MCB UP)]
卷期号:29 (8): 1757-1771 被引量:6
标识
DOI:10.1108/rpj-12-2022-0435
摘要

Purpose This study aims to explore the potential benefits favoring the adaptation of structural optimization techniques in the additive manufacturing (AM) of medical utilities to meet the repetitive demand for functionally precise customized orthoses. Irregularities encountered during the conventional treatment of tendon injuries can be eschewed using advanced structural simulation in design and innovative splint fabrication using 3D printing. Design/methodology/approach A customized mallet finger splint designed from 3D scans was subjected to ANSYS topological simulation comprising multi-level weight reduction to retain optimal mass (100%, 90%, 80%, 70% and 60%). A batch of the four typical 3D printing materials was chosen to conduct a comparative mechanical and thermal stress analysis, facilitating the selection of the optimal one for fabricating functionally adaptive splints. Assurance of structural safety was accomplished through the experimental validation of simulation results against the testing data set of ASTM D695 and ASTM D638 Type-1 specimens over a universal testing machine (UTM). Fused deposition modeling (FDM) 3D printing processed the optimized splint fabrication to assist evaluation of weight reduction percentage, fitting aesthetics, appearance, comfort, practicality and ventilation ease at the user end. Findings AM efficacy can efficiently execute the design complexity involved in the topology optimization (TO) results and introduces rehabilitation practicality into the application. Topologically optimized splint provided with favorable comfort, stiffness and strengthening features, offers ventilation ease and structural stability for customized appliances, with 30.52% lighter weight and 121.37% faster heat dissipation than unoptimized one. Originality/value The state of art multidisciplinary optimization featured with structural and material optimization attributes can deliberately meet medical necessity for performance-oriented orthotic devices.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
量子星尘发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
Wei发布了新的文献求助10
36秒前
我是老大应助清脆的书包采纳,获得30
57秒前
1分钟前
科研小贩发布了新的文献求助10
1分钟前
yang发布了新的文献求助10
1分钟前
李健的小迷弟应助harri采纳,获得10
1分钟前
Bokuto发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
harri发布了新的文献求助10
1分钟前
轻松元柏完成签到,获得积分10
1分钟前
清脆的书包关注了科研通微信公众号
1分钟前
harri完成签到,获得积分10
1分钟前
2分钟前
美满尔蓝完成签到,获得积分10
2分钟前
P_Chem完成签到,获得积分10
2分钟前
socras完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
心灵美语兰完成签到 ,获得积分10
2分钟前
美好灵寒完成签到 ,获得积分10
2分钟前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
猫猫豆包完成签到,获得积分10
2分钟前
Orange应助儒雅的冥王星采纳,获得100
3分钟前
3分钟前
笑傲完成签到,获得积分10
4分钟前
情怀应助猫猫豆包采纳,获得10
4分钟前
4分钟前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
4分钟前
5分钟前
5分钟前
6分钟前
6分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
6分钟前
henrychen完成签到 ,获得积分10
6分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
6分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
8分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
碳中和关键技术丛书--二氧化碳加氢 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5658010
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4816219
关于积分的说明 15080820
捐赠科研通 4816310
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2577281
邀请新用户注册赠送积分活动 1532293
关于科研通互助平台的介绍 1490899