隨著人口老齡化程度的加劇,各類生產(chǎn)事故、交通事故的頻發(fā)以及日常生活中的諸多因素,我國殘疾人口逐漸增多,我國社會對矯形器的需求程度也日益加深。矯形器作為一種輔助肢體康復(fù)的體外裝置,在患者受損肢體的康復(fù)治療以及回歸社會方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,但目前我國矯形器的數(shù)量和質(zhì)量與市場需求均存在一定差距,研究矯形器的數(shù)字化制造無論從更好地服務(wù)患者的目的出發(fā),還是從挖掘矯形器的市場潛力、提高我國矯形器制造水平角度而言,都具有重要意義�；�3D打印的矯形器數(shù)字化制造研究主要包括三大任務(wù):(1)矯形器的數(shù)字化建模;(2)矯形器的強(qiáng)度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化;(3)矯形器的實物制作與評價。在矯形器的數(shù)字化建模方面,為解決這一問題,本文在完成采集前的準(zhǔn)備工作后,利用三維激光掃描儀獲取了患者腕部表面的面片數(shù)據(jù),借助VXmodel數(shù)據(jù)處理軟件對掃描數(shù)據(jù)中的異常面片,孔洞和冗余數(shù)據(jù)等進(jìn)行了處理,在此基礎(chǔ)上得到矯形器的初步數(shù)據(jù)模型。針對矯形器的初步模型,結(jié)合實際佩戴需要,為避免矯形器擠壓尺骨或橈骨而產(chǎn)生疼痛,對模型進(jìn)行整體向外的偏移和加厚處理。利用矩形域參數(shù)化曲面重構(gòu)的方法,在Geomagic逆向軟件的精確曲面功能中,依次...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景、目的與意義
        1.1.1 課題的研究背景
        1.1.2 課題的目的與意義
    1.2 矯形器簡介
        1.2.1 矯形器的命名、分類及作用
        1.2.2 矯形器數(shù)字化制造現(xiàn)狀
    1.3 3D打印技術(shù)簡介
        1.3.1 3D打印技術(shù)原理與特點
        1.3.2 3D打印技術(shù)的分類
        1.3.3 3D打印技術(shù)在矯形器領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排
        1.4.1 本文的主要研究內(nèi)容
        1.4.2 本文的章節(jié)安排
2 腕部矯形器數(shù)字模型的獲取與重建
    2.1 腕部解剖結(jié)構(gòu)
    2.2 腕部常見損傷
    2.3 腕部矯形器數(shù)據(jù)采集
        2.3.1 掃描儀及軟件系統(tǒng)介紹
        2.3.2 采集準(zhǔn)備
        2.3.3 采集原則與結(jié)果
    2.4 數(shù)據(jù)處理
    2.5 基于Geomagic studio的腕部矯形器逆向重構(gòu)
        2.5.1 逆向重構(gòu)方法分類
        2.5.2 曲面數(shù)學(xué)模型
        2.5.3 Geomagic studio逆向建模的思路與方法
        2.5.4 腕部矯形器重建的具體步驟
    2.6 本章小結(jié)
3 腕部矯形器的強(qiáng)度分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    3.1 有限元分析
        3.1.1 有限元分析的基本原理
        3.1.2 ABAQUS有限元軟件介紹
        3.1.3 ABAQUS/CAE功能模塊
    3.2 腕部矯形器的力學(xué)模型
    3.3 腕部矯形器的有限元分析
        3.3.1 導(dǎo)入幾何模型
        3.3.2 賦予屬性材料
        3.3.3 完成矯形器裝配
        3.3.4 創(chuàng)建分析步
        3.3.5 創(chuàng)建相互作用
        3.3.6 施加載荷和邊界條件
        3.3.7 劃分網(wǎng)格并提交求解
        3.3.8 分析結(jié)果
    3.4 矯形器最佳壁厚的選擇
    3.5 矯形器的拓?fù)鋬?yōu)化
        3.5.1 基于SIMP的連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化模型
        3.5.2 優(yōu)化結(jié)果
        3.5.3 結(jié)構(gòu)再設(shè)計與強(qiáng)度驗證
    3.6 本章小結(jié)
4 腕部矯形器的制作與評價
    4.1 SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)
    4.2 成型前處理
        4.2.1 STL文件的轉(zhuǎn)換與修復(fù)
        4.2.2 分層處理
    4.3 激光成型和后處理
    4.4 矯形器的評價
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 進(jìn)一步工作建議
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文清單
致謝



本文編號：3923813