Optimizarea unei orteze pentru gleznă folosind structuri de tip lattice de dimensiuni variabile
ENACHE Vlad, DOICIN Cristian-Vasile, ULMEANU Mihaela-Elena
Datorită beneficiilor sale geometrice complexe, tehnologiile de fabricație aditivă au fost utilizate pe scară largă în crearea de produse medicale. Ortezele sunt unele dintre cele mai comune dispozitive medicale care se potrivesc cel mai bine pentru a fi reproiectate cu ajutorul tehnicilor de fabricație aditivă în funcție de nevoile pacientului. Ortezele pentru gleznă sunt utilizate în principal pentru imobilizarea piciorului, oferind atât sprijin, cât și asistență, făcând posibil ca pacientul să se deplaseze prin diferite etape ale mersului. În prezent, majoritatea ortezelor care se realizează prin metode convenționale sunt grele pentru pacienți, dacă sunt realizate dintr-un aliaj metalic. Pentru a optimiza greutatea unor astfel de dispozitive, structurile de tip lattice reprezintă o opțiune viabilă datorită capacităților lor. Structurile de tip lattice pot ajuta la îmbunătățirea reducerii greutății piesei și, de asemenea, păstrează proprietățile mecanice originale. În acest articol s-au studiat diferite metode și instrumente software prin care structurile de tip lattice pot fi aplicate asupra unei orteze pentru gleznă.
Pentru început, a fost nevoie de realizarea unui model de orteză bazat pe modelul scan al unui picior. Piesa a fost realizată într-un software de tip CAD și apoi a fost modificată utilizând programul software nTopology Element Pro. Din modelul CAD a fost realizat un mesh pentru a putea fi procesat de software mai ușor și pentru a putea fi determinate zonele pe care se vor aplica aceste structuri lattice.
După realizarea modelului, s-au determinat zonele care au nevoie de o structură mai densă, pe baza scenariului de solicitări. Pentru a face acest lucru, s-a aplicat asupra modelului 3 forme geometrice ce au intersectat modelul original în zonele alese, după care s-a realizat din nou mesh-ul pentru aceste zone. Astfel, mesh-ul final are trei zone cu o densitate mai mare a structurilor decât ale celor inițiale. După acest mesh au fost aplicate structurile de tip lattice asupra modelului.
La finalizarea primei structuri a modelului cu structuri de tip lattice, au fost alese încă două variante de structuri care au fost aplicate asupra modelului. Structurile au fost îngroșate cu 2 mm, iar modelele au fost exportate ca fișiere de tip .stl pentru a putea fi procesate cu programele software de prelucrare pentru fabricația aditivă. Imprimarea 3D s-a realizat la scara reală a produselor rezultate.
