康复辅助器具设计革命：与 Freesform 合作创建 3D 打印假肢插座套件

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**辅助设备设计革命 Quorum Prosthetics：与 FreeForm 合作创建 3D 打印假肢插座套件

270万美国人失去了四肢，预计到2050年，这一数字将增加近一倍。 1 对于下肢截肢的患者，恢复性活动能力取决于功能正常且贴合良好的假肢。 这两个因素密切相关，因为不合身会极大地阻碍功能性和舒适性。

client：quorum prosthetics

位置： 美国。

挑战：假肢插座设计。

这在假肢窝中尤为明显，假肢窝是残肢和假肢之间的接口。 这些插座通常由为个人用户定制的石膏类型制成，然后用碳和树脂层压。 经过多次试穿后，最终的验收腔通常由碳纤维、玻璃纤维或尼龙制成。

问题在于，即使是最精确定制的接受腔，由于残肢的非静态性质，最终也会不合适。 在初次手术后的前12至18个月内，残肢的形状和体积发生变化，其体积每天波动高达11%或12%。 这可能导致插座不合适，造成巨大的压力和不适，最终难以控制假肢。

总部位于科罗拉多州的 Quorum Prosthetics 公司推出了 Quatro，这是一种 3D 打印的假肢插座，采用专利设计，允许用户通过可调节卷轴和可互换的舒适单元来改变插座的体积和压缩，提供更好的整体贴合度和更好的舒适度。

由 Oqton 开发的 FreeForm 软件是允许 Quorum Prosthetics 将这一想法付诸实践的软件。

Quorum Prosthetics 的首席执行官 Joe Johnson 对这种设计差异有第一手经验。 他已经戴了三年多的quatro插座。

Quorum Prosthetics 使用 FreeForm 设计其获得专利的 3D 打印接受腔 （quatro）。

四重插座的可调节程度是其成功的重要原因。 常规接收器腔的制造精度约为 3 mm。 但四重奏的精度范围不到一毫米。

“这更准确，”约翰逊说。 这很重要。 当我们重新拟合时，如果我们自上次拟合以来失去了体积，我们可以以以前不可能的方式在感受腔内精确地再现它。 或者，如果可以做到，它只是不太准确。 ”

佩戴带有这些集成细胞的假肢更安全，因为我可以感觉到我的脚在空间中的位置。 四肢使用拮抗力将压力传递到感受腔，从而产生更好的本体感觉，即您的肢体位置和运动感。 它还为用户提供了更好、更合身的贴合度。 他们可以通过对旋钮进行微调来控制贴合度。

乔·约翰逊。

Quorum Prosthetics首席执行官。

Johnson 说：“我们拥有一项针对 quatro 插座的非常具体设计要求的专利，而 FreeForm 完美地满足了这一需求。 基本上，我们为每个患者制作定制的插座，因此每个形状看起来都不同。 但在 FreeForm 中，调整线的布局和整个 quatro 系统已经标准化，使设计过程变得快速而简单。 ”

该过程从临床医生制作的诊断插座开始，Quorum 团队通过高保真 3D 扫描将其引入 FreeForm 数字设计环境。 接下来，Quorum 设计师 Sean McClure 在模具空间内布置基板、外壳和其他 CAD 创建的组件。

“这就是更高精度真正发挥作用的地方，”麦克卢尔说。 传统上，您可以期望精度约为八分之一英寸。 使用自由曲面，我们可以更精确。 ”

四肢使用拮抗力将压力传递到感受腔中，从而产生更好的本体感觉或肢体位置和运动感。 ）

放置组件后，模具修改将在数字粘土模型中开始。 Freeform 包括一系列用于雕刻和塑造粘土的工具，包括剃须刀、刀具和刮刀，所有这些都提供触觉反馈。 然后，麦克卢尔追踪了边缘线，制造了底座插座，并继续设计了获得专利的四倍技术。

自由曲面中的触觉技术使我们能够创建这些非常可控的曲线，这使我们能够将标准化的设计特征融入完全定制的形状中。 这绝不是一个模板。 我们的主要目标是制造一个完全适合特定人的接受腔，并按照他们需要的方式工作。

肖恩·麦克卢尔。

仲裁设计器。

利用 3D 打印提高效率

使用更传统的方法，创建这种类型的插座设计可能需要长达 12 小时的时间。 使用 Freeform，Querrum 团队可以在 4 到 6 小时内完成设计，尽管有些设计可能在 3 小时内完成。 当四个插座准备就绪时，它们可以同时进行3D打印，大大提高了效率。

约翰逊还指出，3D打印的第二个好处是它可以在夜间无人值守的情况下运行，这不仅提高了整体效率，还有助于避免在劳动力短缺期间雇用和留住机器操作员。

“熟练劳动力是当今任何制造公司最大的成本中心之一，”他说。 而且成本只会越来越高。 我们的 3D 打印机只需要定期维护，它可以在传统技术人员完成一个插座所需的时间内提供四个接收器室。 ”

根据 Quorum Prosthetics 首席执行官 Joe Johnson 的说法，FreeForm 对他们的工作至关重要。 )

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目前，Quorum 是一家快速发展的公司，在科罗拉多州当地地区拥有强大的影响力。 尽管在竞争激烈的医疗器械行业中相对年轻，但 Quorum 继续纯粹通过口碑和社交**扩大其影响力。

“通常是患者直接来找我们，”约翰逊说。 佩戴假肢的人往往比普通人更精通技术。 他们进行了广泛的研究，并通过各种平台找到了我们。 我们甚至通过 TikTok 获得了一些订单。 ”

不幸的是，在这种情况下，主要驱动因素是普通碳纤维插座的相对质量较差，不能始终提供一致的舒适度。

“我希望每个截肢者都能使用四肢腔，因为对我来说，这真的改变了生活，”约翰逊说。 当患者收到接受腔时，他们非常兴奋。 他们喜欢对自己的假肢有更多的控制权。 他们觉得自己是这个过程的一部分。 他们甚至可以在验收腔中添加特殊的标志或图案。 ”

根据 Johnson 的说法，FreeForm 对 Quorum Prosthetics 的工作至关重要，无论是在功能方面还是在它带来的效率方面。

我们工厂的门上有一行字，上面写着“这里是创意变为现实的地方”。 这真的是因为自由形式。 如果没有自由曲面软件的组件和触觉技术，我们将无法以我们渴望的速度完成工作。

乔·约翰逊。

Quorum Prosthetics首席执行官。