探索3D打印多层格子结构的机械性能,用于适应性内
Kimberly A Nickerson1, Ellen Y Li1, Scott Telfer2
1VA RR&D Center for Limb Loss and MoBility (CLiMB), VA Puget Sound Health Care System, 1660 S Columbian Way, MS 151, Seattle, WA, 98108, USA; Department of Mechanical Engineering, University of Washington, 3900 E Stevens Way NE, Box 352600, Seattle, WA, 98195, USA.
Journal of the mechanical behavior of biomedical materials
|December 13, 2023
概括
新的3D打印格子内显示出糖尿病患者足部护理的前景. 增加密度的双层格子设计表现出一致的机械性能,模仿标准泡内来减轻脚部压力.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 生物力学 生物力学
背景情况:
- 标准护理 (SoC) 鞋底使用多层泡来控制糖尿病患者的高脚部压力,防止和截肢.
- 超材料具有可调节的机械性能,但它们在晶格结构中的厚度的区域变化需要对内应用进行研究.
研究的目的:
- 为了研究3D打印的多层晶格结构的机械性能,旨在模仿SoC内.
- 为了确定厚度和密度的区域差异是否会影响格子结构的刚度配置文件.
- 确定具有一致机械性能的格子设计,以改进糖尿病人鞋类.
主要方法:
- 三个格子结构 (两个双层,一个均层) 在不同厚度的3D打印中模拟了SoC内.
- 循环压缩测试在格子晶圆和标准泡晶圆上进行,以评估刚度配置文件.
- 评估了结构厚度和密度对圆盘刚性的影响.
主要成果:
- 结构厚度和密度反向地影响了网格式皮克的刚度.
- 一个双层格子设计,随着结构厚度的增加而增加密度,呈现出类似于SoC泡球的刚度配置文件.
- 这种特定的格子设计在不同的厚度上表现出一致的刚性.
结论:
- 增加密度的双层格子结构显示了创建可复制标准泡内机械性能的3D打印内的潜力.
- 识别具有统一机械性能的格子设计对于开发符合规格的内至关重要,这些内可以根据患者特定需求进行区域调制.
- 这项研究为先进的可定制糖尿病鞋铺平了道路,以减少下肢并发症的风险.
