使用3D打印的细胞元材料设计人体工程学工具手柄
1Laboratory for Integrated Product Development and CAD, Faculty of Mechanical Engineering, University of Maribor, Slovenia Smetanova ulica 17, 2000 Maribor, Slovenia.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|August 27, 2025
概括
通过3D打印的回旋元材料工具手柄通过降低峰值压力提供了更好的舒适性. 中等刚度的设计为用户提供了压力再分配和抓地稳定的最佳平衡.
科学领域:
- 材料科学
- 生物力学
- 工程学
背景情况:
- 传统的工具手柄由刚性材料制成,可能会造成不舒服和压力分布不均.
- 人工智能的工具手柄设计对于用户的舒适性和任务性能至关重要.
研究的目的:
- 调查3D打印的可调节刚性的细胞元材料的使用,以提高工具手柄的人体工程学.
- 评估轮回结构填充密度对压力分布和用户舒适性的影响.
主要方法:
- 使用有限元分析 (FEA) 来模拟手指与手柄的相互作用.
- 对参与者进行了主观舒适性评估,使用3D打印的手柄,具有不同的轮回填充密度和刚性手柄.
主要成果:
- 与刚性手柄相比,中等硬度的旋转手柄显著降低了接触压力的峰值,并改善了压力均性.
- 最柔软的手柄显示过度变形,可能会损害握力稳定性.
- 主观评分显示中等度手柄,平衡适合,力传输和整体舒适度最高.
结论:
- 具有可调节刚性的3D打印细胞元材料可以提高工具手柄的工程学性能.
- 一个类似于高原的机械反应,生物灵感来自人类软组织,有效地平衡压力再分配和握力稳定性.
- 这种生物灵感设计方法为开发以用户为中心的工具提供了有希望的途径,
