Ceux qui connaissent les matériaux d'impression 3D savent que l'acide polylactique (PLA) est un matériau extrêmement populaire. Il
Dans l'industrie des prothèses, l'impression 3D commence à devenir un processus de fabrication viable. Puisqu'un haut niveau de qualité est requis, il existe certaines situations où le PLA et d'autres matériaux
Par-dessus tout, les membres prothétiques doivent être légers et confortables. Si une prothèse est alimentée électriquement ou mécaniquement, elle est considérée comme une prothèse bionique. Il est avantageux que les produits bioniques soient aussi simples que possible, de sorte que des pièces flexibles peuvent être souhaitées pour réduire la complexité. Les prothèses bioniques peuvent également offrir des capacités sensorielles pour les commentaires des utilisateurs, de sorte que l'électronique peut être nécessaire. Tous ces critères de conception peuvent être atteints en utilisant des matériaux spéciaux qui font un peu plus que votre PLA moyen.
Filament renforcé de fibre de carbone
Le filament renforcé de fibre de carbone (CFR) est un matériau d'impression 3D qui contient de courts brins de carbone. Il est plus rigide que la plupart des filaments et c'est un excellent choix de matériau si le poids et la rigidité doivent être optimisés. Une telle application se trouve dans l'alvéole pour les jambes prothétiques. La prise est la partie qui relie la personne
Ce matériau est constitué de brins de carbone courts suspendus dans un plastique tel que PLA ou Nylon. Ces plastiques sont tous classés comme thermoplastiques, ce qui signifie qu'ils peuvent être refondus. Cette propriété matérielle peut être très avantageuse. En règle générale, un amputé
Le matériau composite en fibre de carbone est différent du filament CFR. Il se compose de feuilles de carbone tissées collées ensemble avec de l'époxy. Il ne ramollit pas avec la chaleur. En effet, l'époxy est classé comme polymère thermodurcissable. Cela signifie qu'il subit une réaction chimique lors de son durcissement, ce qui le fait durcir de façon permanente.
Les supports prothétiques en composite de fibre de carbone sont en fait plus résistants que les matériaux en fibre de carbone imprimés en 3D mais ils sont chers, difficiles à fabriquer et difficiles à remodeler. C'est pourquoi certaines prothèses sont désormais réalisées par impression 3D avec filament CFR. Avec un scan 3D de l'amputé
Filament flexible
Contrairement à la plupart des matériaux d'impression 3D, le polyuréthane thermoplastique (TPU) est doux et flexible. Ce matériau est parfait pour créer des articulations flexibles et il est utilisé dans des applications telles que les doigts prothétiques et les revêtements souples pour les alvéoles prothétiques.
Les alvéoles prothétiques qui sont faites de matériaux rigides (comme le filament CFR) peuvent devenir inconfortables si la pression n'est pas répartie uniformément. L'introduction d'une doublure intérieure douce peut fournir un amorti et un soutien, améliorant le confort de l'utilisateur. Étant donné que l'impression 3D peut créer des formes complexes, une structure de type maillage peut être imprimée qui permet la circulation de l'air dans la douille. Cette ventilation est très nécessaire car l'accumulation d'humidité peut provoquer une gêne.
Le TPU est également utilisé dans les mains bioniques comme matériau pour les doigts flexibles. Au lieu d'utiliser un mécanisme rigide, l'utilisation de mécanismes flexibles et conformes pour transférer les forces peut entraîner un mouvement plus naturel. L'utilisation de matériaux flexibles dans des mécanismes conformes réduit le nombre de pièces, supprime le besoin de lubrification et accélère considérablement le processus d'assemblage et de fabrication.
Filament conducteur
L'impression 3D est généralement utilisée pour produire des composants mécaniques, mais certains filaments sont électriquement conducteurs et peuvent être utilisés dans une variété d'applications électroniques intéressantes. Magalie Darnis (M.Eng), en a fait le sujet de leur maître
ETPU combine de la poudre de carbone et du TPU pour développer un polymère flexible et électriquement conducteur qui peut être imprimé en 3D. Bien que l'ETPU contienne du carbone, il est très différent du filament CFR. En effet, il utilise de la poudre de graphène au lieu de fibres de carbone courtes. Le graphène conduit facilement l'électricité, mais il n'ajoute pas beaucoup de résistance mécanique. Il existe d'autres types de filaments conducteurs, mais ils sont rigides et parfois cassants. Dans d'autres applications, cela peut être souhaité, mais pour la bionique, la flexibilité fournie avec l'ETPU permet d'intégrer des capteurs flexibles et ajustés dans les produits portables.
Actuellement, les capteurs imprimés en 3D ne se trouvent que dans les prototypes bioniques, mais ETPU s'est avéré efficace dans des applications telles que les capteurs tactiles au bout des doigts bioniques. Pour créer un capteur tactile, deux surfaces ETPU sont imprimées avec un petit espace d'air entre elles. Ces surfaces se rapprochent lorsqu'une pression est appliquée sur le bout du doigt. Lorsque ces surfaces entrent en contact, il ferme un circuit, et ce signal peut être utilisé pour faire savoir à l'utilisateur quand il
Ce capteur tactile binaire (marche / arrêt) est l'un des capteurs les plus basiques imprimés en 3D, et il peut être modifié pour créer des capteurs plus complexes tels que des capteurs de déformation, des capteurs de vibration et des capteurs de force.
L'un des principaux avantages des capteurs d'impression 3D est qu'il simplifie et accélère la production. Avec les capteurs imprimés en 3D, les composants prédéfinis n'ont pas besoin d'être attachés manuellement à un objet. Les capteurs peuvent plutôt faire partie du processus d'impression lui-même.
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La publication Exploring Exotic 3D Printing Materials Used in Prosthetics est apparue en premier sur Shapeways Magazine.
