浙江大学の院士、建栄譚氏が率いるチームの最高論文 | 付加製造と関節バイオメカニクスに基づく人間工学製品のカスタマイズ設計

浙江大学の院士、建栄譚氏が率いるチームの最高論文 | 付加製造と関節バイオメカニクスに基づく人間工学製品のカスタマイズ設計
出典: Additive Manufacturing Master and Doctor Alliance

WTOの統計によると、世界の障害者の数は10億人を超え、障害率は上昇し続けており、リハビリテーションや個別サービスに対する需要が高まっています。人間工学に基づいた製品のカスタマイズ設計では、バイオメカニクスなどの知識を最大限に活用し、コンピュータ支援設計や積層造形技術と組み合わせて、個々のユーザーのニーズを科学的に満たします。

人間工学に基づいた製品カスタマイズ設計プロセス
論文のハイライト(1)関節の生体力学を考慮した積層造形による人間工学製品のカスタマイズされた設計法を提案する。

(2)カスタマイズ製品は軽量可変多孔質構造を有する。カスタムインソールは足の裏にぴったりフィットし、足底にかかる圧力を軽減します。

(3)デジタルツイン技術を使用して、物理的な製造前に概念設計のプロトタイプを評価する。

インソールのオリジナルコンセプトデザイン 歩行中の異なる時間における等価応力の分布
研究方法<br /> 近傍トポロジー画像再構成法と解剖学的知識に基づいて人間の足の構造を3次元的に再構成し、足底圧を測定することで静的および動的生体力学的解析を行います。基本要素として勾配多孔質構造が使用され、機能や快適性などの指標を満たすように構造パラメータが適応的に生成され、足のさまざまな領域における圧力差を効果的にバランスさせます。ビジュアル デジタル ツイン テクノロジーを活用した付加製造は、概念的なプロトタイプを物理的なオブジェクトに変換するために使用されます。

ビジュアルデジタルツインによる統合靴の仮想3Dプリント
人間工学に基づいたスポーツリハビリテーション設計の3D整形外科用インソール
結果<br /> インソールの表面は足裏にぴったりフィットし、内部のカスタム構造により最適な衝撃吸収と力の分散を実現します。均質インソールとカスタマイズされたインソールの最大ピーク等価応力はそれぞれ 2.2123MPa と 1.8373MPa であり、後者は 16.95% 削減できました。ビジュアルデジタルツイン技術を活用し、ステレオリソグラフィー技術を使用して製造された構造層の厚さは0.1mm未満まで薄くすることができ、層状の人間工学的オブジェクトの肌へのフィット性が向上します。公式アカウント「Additive Manufacturing Master and Doctor Alliance」をフォローして、付加製造の研究とエンジニアリングの応用に焦点を当てた大量の付加材料を無料で入手しましょう。
インソール側面の光学顕微鏡写真 結論<br /> 関節の生体力学を考慮した積層造形による人間工学製品のカスタマイズされた設計方法を提案します。個々の運動学、生体力学的特性、ニーズを評価し、機能や快適性などの指標からのフィードバックに基づいて、複雑な制約下での製品のパフォーマンスパラメータを最適化し、可変多孔性を備えた軽量マニホールド構造を実現します。ビジュアル デジタル ツイン テクノロジーは、概念設計のインスピレーションとプロトタイプの評価機能を強化し、大規模なメタバース レベルの階層型製造シミュレーションの基盤を築きます。

展望と応用<br /> 人間工学に基づいてカスタマイズされた製品は、個々の体型やニーズを満たすことができ、快適性と人間的なケアを向上させます。研究結果は、リハビリテーションプロセスの改善、特に運動障害、関節障害、外傷後リハビリテーションのニーズに迅速に対応するソリューションの提供に活用できます。公式アカウント「Additive Manufacturing Master and Doctor Alliance」をフォローして、付加製造の研究とエンジニアリングの応用に焦点を当てた大量の付加材料を無料で入手しましょう。

Tan Jianrong 氏は、中国工程院の院士であり、浙江大学の秋実特別教授および博士課程の指導者です。彼は現在、浙江大学デザイン工学および自動化学部の学部長、浙江大学流体動力および電気機械システム国家重点実験室の学術委員会の副学部長、浙江大学CAD&CG国家重点実験室の学術委員会の委員を務めています。また、中国グラフィックス学会の名誉会長、教育部のエンジニアリンググラフィックス教育運営委員会の委員長も務めています。彼は、第1回「国家優秀青年科学者基金」、「青年中年グラフィック技術世紀を越える人材」、国務院政府特別手当、「浙江省重点学科リーダー」、「浙江省「151」人材プロジェクト第一級」、「浙江省新世紀重点育成人材」、国家863計画自動化分野CIMSテーマ設計自動化専門家、国家「十万人人材第一級、第二級」、「科学技術部第15次5カ年計画863先進個人」、「科学技術部第11次5カ年国家科学技術計画実施優秀貢献賞」など、多くの栄誉と称号を獲得しています。チームは、多品種大量カスタマイズ設計技術、多機能デジタルプロトタイプ設計技術、マルチパラメータ分析およびマッチング設計技術を提案しました。研究成果は、国家技術発明賞と国家科学技術進歩賞で5つの2等賞、省および省庁の科学技術進歩賞で7つの1等賞、および1等賞1つと2等賞2つを含む3つの国家優秀教育業績賞を受賞しました。提案した技術をソフトウェアに統合し、12件のコンピュータソフトウェア著作権登録権を開発・取得しました。

インソール、矯正器具

<<:  AVIC重機:親会社帰属純利益は2023年に前年比9~13%増の見込み、大型鍛造品や3Dプリントが新たな成長ポイントとなる見込み

>>:  AddUpとエアバス、初の宇宙用金属3DプリンターをESAに納入

推薦する

陝西科技大学のMo Haizhen/Hu Liangbinチーム:食用菌類タンパク質の高価値3Dプリント製品

出典: Food Research Private 2022年5月24日、陝西科技大学のMo Hai...

金属3Dプリントの前身?超高速レーザークラッディング、崩壊を魔法に変える

レーザークラッディングは、金属粉末をレーザーで溶かして部品の表面に堆積させる技術です。金属3Dプリン...

[Polysher Polisher] 3Dプリントされた表面の隙間をなくす新しい方法

この投稿は Weikong Ruibo によって 2017-5-2 17:31 に最後に編集されまし...

3Dプリントされたソフトレザーパッドは、人間とロボットの相互作用の安全性と使いやすさを向上させます

2024年4月24日、アンタークティックベアは、イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校の研究者が、ロ...

MannaBot One、投与量を正確に制御できる大麻用3Dプリンターを開発

Antarctic Bearによると、3Dプリンターは印刷量の制御にも一定の用途があるという。ある...

SIMSCAN 3Dスキャナーが数々の賞を受賞した理由を深く理解する

2021年3月、ScanTechは最新の技術研究成果であるSIMSCAN 3Dレーザースキャナーを...

第4回中国(国際)3Dプリント青少年クリエイティブデザインコンテストのファイナリストリスト

タイトル:第4回中国(国際)3Dプリントクリエイティブデザインコンテスト、青年部ファイナリストリスト...

関節手術における3Dプリント技術の応用に関する研究の進展

出典:中国骨関節損傷ジャーナル 著者:林涛、広東医科大学付属病院整形外科センター△FDM 3Dプリン...

12月7日 · 2018年上海国際STEM教育製品博覧会が上海で開催されます

テーマ:2018年上海国際STEM教育製品博覧会 訪問期間:2018年12月7日〜9日 会場:上海国...

3Dプリントゴーグルが伝染病との戦いに役立つかもしれない

出典:中関村オンライン新型コロナウイルス肺炎の感染経路は、現在までに基本的に確認されており、飛沫感染...

連泰科技は第8回錦江国際靴産業・スポーツ産業博覧会に参加した

2024年4月19日から22日まで、第25回中国(錦江)国際靴産業展と第8回国際スポーツ産業博覧会...

Sculpteo が 2015 年の「3D プリントの現状調査レポート」を発表

3D プリント技術の最も魅力的な点は、多くの業界でまったく新しいアプリケーションを実現できることで...

3Dプリンティングに関する議論:3つの応用方向と4つのリスク

3D プリント技術は 30 年以上前から存在しており、この 30 年間にメディアを通じて世間の注目...

FDM 3D プリントにおける Z テーピングの問題を修正するにはどうすればよいですか?

南極のクマの紹介: 3D 印刷において、Z バンド問題とは、印刷されたオブジェクトの表面に現れる明ら...

有名なカーボンファイバー3Dプリント会社の一覧

炭素繊維は、薄片状の黒鉛微結晶などの有機繊維を繊維軸方向に積層し、炭化・黒鉛化処理を施すことで得られ...