2013年7月4日 星期四

[副編輯]3D列印實例-動物義肢與人體義肢

  3D列印技術中,可以製作的實體模型非常多樣,本篇的主題,是3D技術實例呈現以及差異比較。首先以下是美國一隻腳掌畸形的鴨子,利用建模後3D列印出鴨腳掌,使其能正常運動。


 Buttercup是一隻長著「向後左腳」的鴨子,因此出生以來,「走路」這件再平常不過的事,對牠來說,卻可能永遠達不到的夢想。不過,在美國田納西州「羽毛天使」水鳥保護區(Feathered Angels Waterfowl Sanctuary)的工作人員,與3D列印公司NovaCopy合作下,藉由仿製Buttercup兄弟姊妹的左腳,成功打造了牠專屬的3D列印義肢,日前,這隻還不滿一歲的「反腳鴨」,終於得以享有任何鴨子的基本權利──用兩隻腳在地上奔跑。

 


                         

(鴨子的左腳紅色部分就是矽膠義肢)
  另外一個案例是住在美國華盛頓的歐文(Ivan Owen)和住在南非的凡那斯(Richard Van As)跨過半個地球,一起為南非五歲的小男孩利亞姆(Liam)打造了客製化的機器手臂,讓右手沒有手指的Liam受惠。
 凡那斯最初是在Thingiverse網站上看到歐文上傳的手工義肢結構圖,由於凡那斯看到利亞姆在一場意外中失去了四根手指,因此聯絡歐文幫忙他訂做義肢,全程都是遠距進行。

  兩人直到決定為利亞姆打造義肢才首度碰面,Makerbot 3D印表機廠商得知這個慈善舉動後,主動捐贈兩台Replicator 2 3D印表機,沒幾天的時間利亞姆就開始試用他的新手臂;經過試用與修改,利亞姆現在戴上改良版的機器手臂就能撿起體積小的物體如硬幣,這是他過去從來無法實現的夢想!
透過3D列印技術,為利亞姆帶來新的人生,以及降低家庭的義肢費用負擔,否則,動輒上千元美金的義肢以及更換新義肢,可是非常有經濟壓力的。
小男孩的機器手臂影片http://www.youtube.com/watch?v=kB53-D_N8Uc



  於第一個鴨子義肢範例中,一開始鴨腳反向生長,最後切除畸形處,然後將正常鴨腳建模,再利用3D列印技術影印出來。從建模技術層面來看,要構建新的鴨腳實際難度不高,因為它不用考慮關節的轉動,構造簡易,唯一比較須注意的是材質的部分。腳必須要能適當的貼在地面,所以選用較軟的矽膠原料,讓鴨子行動較為順暢;第二個例子就相對困難很多,手指上小關節數很多,要做出簡單拾物的動作,需要設計細微的關節轉動,並且讓小孩自由控制。


  3D列印,如小男孩的義肢設計師,兩個人橫跨了半球,利用設計義肢圖加上廠商捐贈的印表機,只要傳送圖檔資料到南非即可列印出義肢,達到時空收斂的效果。此項技術已經可以是無遠弗屆的地步,這是一個真實的實例,證明3D列印的醫學應用,以及能夠國際貿易的便利,降低貨物運輸成本。在3D列印尚未成為主流產製方式之前,就能夠看到實際應用案例,它的前瞻性,我們就更能期待了。


資料來源:
鴨子篇http://www.bnext.com.tw/article/view/cid/103/id/28443
南非男孩受惠的機器手臂:http://www.seinsights.asia/news/131/1018

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