Optimisation des dispositifs orthopédiques
Summary | Design optimisation of orthotic device results in 40% weight saving
Le problème | Ricoh 3D s'est associé à des professionnels de la santé à The L'unité de recherche orthopédique et d'évaluation locomotrice (ORLAU) va fabriquer en série un mécanisme à levier-charnière qui aide les patients à ajuster et à retirer leur cheville-pied orthèse.
Nos ingénieurs ont ensuite cherché à réduire le poids de la pièce pour améliorer encore le confort et réduire le prix pour cette industrie extrêmement sensible aux coûts, mais sans compromettre la résistance de la pièce nécessaire pour éloigner le dispositif de la jambe du patient.
La solution | Un dispositif de correction des contractures (CCD) de la cheville est utilisé pour aider à traiter les patients souffrant de tensions musculaires et des tissus mous autour du muscles de la cheville et du mollet.
Les patients ont souvent du mal à mettre et à retirer régulièrement une orthèse dans le cadre de leur rééducation. L’équipe de recherche en orthèses de l’hôpital orthopédique Robert Jones et Agnes Hunt a développé un mécanisme intelligent à levier-charnière qui ouvre le CCD pour une utilisation plus aisée, tout en aidant l’utilisateur à appliquer la force d’étirement.
Ce mécanisme a d’abord été fabriqué par usinage et assemblage conventionnels mais, après consultation avec Ricoh 3D, il il était clair que l’impression 3D offrait une meilleure option en imprimant la rotule in situ, éliminant ainsi le besoin d’assemblage. Le produit fini a été léger et robuste mais flexible et testé sur plus de 3 000 cycles, avec un durée de vie estimée à plus de cinq ans.
L’aide imprimée en 3D a reçu des retours positifs de la part des utilisateurs, mais l’équipe Ricoh 3D savait que d’autres avantages, tels que des structures en treillis et l’élimination de la poudre piégée, étaient possibles grâce à un logiciel d’optimisation de la conception, tout en conservant une résistance suffisante pour l’application prévue. L’appareil étant produit en petites séries, la réduction du coût global grâce à une pièce plus légère et une consommation de poudre réduite était essentielle.
Dans un premier temps, une analyse par éléments finis (AEF) a été réalisée afin de déterminer le coefficient de sécurité actuel et de déterminer la quantité de matière pouvant être retirée et les zones à retirer. Aucune contrainte de structure interne n’était imposée, mais l’équipe a dû prévoir l’élimination de poudre non frittée afin d’alléger la pièce et de réduire ainsi le temps de frittage.
Ensuite, des améliorations de conception générative (GD) ont été créées utilisant un logiciel intelligent pour retirer de la matière. Les structures en treillis ont été La poudre introduite et emprisonnée a été retirée pour alléger le levier de 40 %, de 48,3 g à 29,2 g et obtenez une réduction des coûts de 15 %
Une série d’essais de charge destructifs a été réalisée pour confirmer que la pièce nouvellement optimisée a fonctionné et était aussi solide que l’original conception. Les résultats ont prouvé que, comme l’original, la pièce ne pouvait pas être détruit et remis à sa forme d’origine après les tests.
La pièce nouvellement optimisée et plus rentable a rencontré toutes les exigences de courbure et de qualité du client, tout en étant innovant et futuriste Le design a également séduit les utilisateurs finaux.
Le système de mécanisme à levier-charnière est désormais pleinement opérationnel production et contribuer à faciliter la vie des patients grâce à la 3D technologie.
Ricoh 3D se réjouit de collaborer avec ORLAU sur les futures innovations en matière de soins de santé, alors que le secteur médical continue de réaliser les avantages de l’impression 3D pour améliorer et personnaliser les traitements.
