清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!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,伴您科研之路漫漫前行!

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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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。
建议保存本图,每天支付宝扫一扫(相册选取)领红包
实时播报
胡杨树2006完成签到,获得积分10
15秒前
wood完成签到,获得积分10
18秒前
Yuki完成签到 ,获得积分10
45秒前
xiaozou55完成签到 ,获得积分10
51秒前
zzahyc完成签到,获得积分10
1分钟前
奋斗雅香完成签到 ,获得积分10
1分钟前
诺hn完成签到 ,获得积分10
1分钟前
1分钟前
自由马儿发布了新的文献求助10
1分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
t铁核桃1985完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2分钟前
火星的雪完成签到 ,获得积分0
2分钟前
林志迎发布了新的文献求助10
2分钟前
正直的松鼠完成签到 ,获得积分10
2分钟前
胖小羊完成签到 ,获得积分10
2分钟前
li8888lili8888完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
2分钟前
高健伟完成签到 ,获得积分10
2分钟前
我不是哪吒完成签到 ,获得积分10
2分钟前
九星完成签到 ,获得积分10
3分钟前
喜悦向日葵完成签到 ,获得积分10
3分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
ZYP完成签到,获得积分10
3分钟前
炳灿完成签到 ,获得积分10
3分钟前
4分钟前
狂野的白秋发布了新的文献求助200
4分钟前
发哥完成签到 ,获得积分0
4分钟前
wang5945完成签到 ,获得积分10
4分钟前
laber应助科研通管家采纳,获得50
5分钟前
浮游应助科研通管家采纳,获得10
5分钟前
wlscj应助科研通管家采纳,获得20
5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
Mentoring for Wellbeing in Schools 1200
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1061
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 600
Atlas of Liver Pathology: A Pattern-Based Approach 500
A Technologist’s Guide to Performing Sleep Studies 500
Latent Class and Latent Transition Analysis: With Applications in the Social, Behavioral, and Health Sciences 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5498548
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4595739
关于积分的说明 14449659
捐赠科研通 4528685
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2481645
邀请新用户注册赠送积分活动 1465728
关于科研通互助平台的介绍 1438500