采用3D打印和树脂灌注工艺制造单轴假脚

摘要整理

本研究提出了一种单轴假脚原型设计方案，作为残疾患者进行日常活动的替代假脚产品。研究以步态周期0-64%内的三个关键位置（足跟着地、中期支撑和足尖离地）作为边界条件。采用有限元法分析模型，详细确定假脚在使用过程中的变形、应力和应变值。研究目标是制造最优假脚原型，并在采用3D打印和树脂灌注工艺进行实际制造前，验证其强度是否能支撑使用者体重并提供舒适性和安全性。设计阶段采用Fusion 360软件建模，利用ABAQUS 6.14软件进行仿真分析。原型模型经过强度和可行性评估后，采用Anycubic Photon Mono X型DLP 3D打印机和树脂灌注工艺进行制造。研究结果表明，单轴假脚原型能够支撑人体体重，符合ISO 10328标准的P3级（60 kg）、P4级（80 kg）和P5级（100 kg）负荷要求。原型产品质量为657克，占使用者体重的比例不超过1.7%（符合标准要求），硬度值为55.5 HA，在疲劳测试中可承受50,000次循环。该研究验证了采用3D打印和树脂灌注工艺制造假脚的可行性和有效性。

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