Giảm thời gian thiết kế chi giả từ 3 giờ xuống 30 phút nhờ Geomagic Freeform Dynabots
Việc chế tạo một chi giả vừa vặn và hoạt động tốt đóng vai trò cực kỳ quan trọng đối với người bị khuyết tật. Tuy nhiên, quy trình thực hiện thường rất tốn thời gian và phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp của nhiều vật liệu, kỹ năng cũng như nguồn nhân lực.
Hiện nay, với sự phát triển của các công nghệ quét và thiết kế 3D, ngành sản xuất chi giả đã có những bước tiến vượt bậc. Những giải pháp hiện đại đang giúp quy trình tạo ra chi giả trở nên nhanh chóng và ít phụ thuộc hơn vào mô hình vật lý. Hiện nay, các bộ phận tay giả đã phát triển mạnh mẽ nhờ công nghệ in 3D. Các chi tiết này thường được chế tạo từ titan, tích hợp cơ chế bánh răng cóc (ratcheting mechanism) cải tiến cùng các thành phần tùy chỉnh silicone và hốc cắm nylon được in 3D. Sự cải tiến từ cơ chế bánh răng cóc đã giúp khôi phục chức năng thao tác ngón tay cho người sử dụng
Để tối ưu quy trình này, việc kết hợp phương pháp sản xuất bồi đắp (In 3D) dựa trên nền tảng kỹ thuật số cùng phần mềm Geomagic Freeform Plus có thể được coi là bộ giải pháp toàn diện trong việc thiết kế chi giả .
Trở ngại của các phương pháp truyền thống
Thông thường, phương pháp truyền thống sẽ bao gồm việc tạo mô hình thạch cao vật lý, sau đó tiến hành ép composite như sợi carbon, sợi thủy tinh và nhiều loại vật liệu khác. Kỹ thuật viên sẽ sử dụng túi chân không để phủ và bơm nhựa lên mô hình, sau đó thực hiện ép ướt để hoàn thiện.
Đối với chi giả như ngón tay hoặc một góc bàn tay, kỹ thuật viên phải bổ sung các chi tiết thủ công như xốp và thiết lập các giá đỡ ngón tay trước khi tiến hành lớp phủ composite lần thứ hai. Quy trình này đòi hỏi công đoạn phá vỡ mô hình thạch cao sau khi hoàn thành, sử dụng dụng cụ như đục và búa. Điều này khiến kỹ thuật viên tiếp xúc trực tiếp với bụi sợi carbon và thạch cao, gây ra nhiều tiềm ẩn nguy hại đến sức khỏe.
Quá trình này không những mất nhiều giờ mà còn khá lộn xộn. Chỉ cần một sai sót nhỏ, chẳng hạn như căn chỉnh giá đỡ ngón tay không đúng sẽ khiến toàn bộ công việc sẽ phải làm lại từ đầu, gây lãng phí thời gian và công sức.
Do vậy. hầu hết các kỹ thuật viên chỉnh hình thường tập trung sản xuất các bộ phận như chân giả, cánh tay với kích thước lớn và dễ thao tác hơn các bộ phận như bàn tay và ngón tay. Việc chế tạo ở quy mô nhỏ bằng các dụng cụ truyền thống thường dẫn đến chất lượng không đạt kỳ vọng.
Lợi thế của sản xuất bồi đắp
Với công nghệ in 3D và Freeform, vấn đề về kích thước gần như không còn là mối bận tâm. Sản xuất bồi đắp cho phép thiết kế các chi giả với độ chính xác đạt mức dưới một milimet. Hơn nữa, với sự hỗ trợ từ phần mềm Geomagic Freeform, các đơn vị chuyên sản xuất số lượng lớn có thể đảm bảo tính đống nhất về đặc điểm và chức năng giữa các sản phẩm.
Quy trình Điêu khắc Kết hợp với CAD
Một quy trình kết hợp giữa những phương pháp sản xuất truyền thống và kỹ thuật số đã được phát triển nhằm tối ưu các sản phẩm chi giả tùy chỉnh.
Phần lõi bên trong của chi giả tiếp xúc trực tiếp với da người dùng được chết tạo thủ công và bằng vật liệu silicone. Từ mẫu khuôn của bàn tay, một mô hình thạch cao sẽ được tạo ra để tùy chỉnh lớp silicone bên trên. Trong quá trình này, các chi tiết đặc biệt như neo có ren, khóa kéo và dây đai sẽ được tích hợp theo yêu cầu kỹ thuật viên hoặc màu sắc do bệnh nhân chọn.
Trong quy trình kỹ thuật số, phần silicone tùy chỉnh được quét 3D và nhập dữ liệu vào phần mềm Geomagic Freeform. Tại đây, nhà thiết kế sẽ tạo mô hình hốc cắm của chi giả, sau đó nó sẽ được sản xuất thông qua công nghệ in 3D.
Phần nổi bật của quy trình là việc bổ sung các ngón tay vào hốc cắm, được hoàn thành qua hai giai đoạn. Đầu tiên, bệnh nhân sẽ thử nghiệm chi giả để đánh giá trước. Sau đó, bộ phận này được tháo rời và chuyển đến kỹ thuật viên, rồi gắn các ngón tay vào hốc cắm trong khi bệnh nhân đeo thử để đảm bảo căn chỉnh chính xác.
Sau khi hoàn thiện lắp ráp, các chi tiết đã được chẩn đoán sẽ được quét 3D để ghi nhận vị trí căn chỉnh và tái tạo trong Freeform, sử dụng mô hình CAD của các ngón tay. Quá trình căn chỉnh này được tự động hóa hoàn toàn bởi Dynabots, giúp tăng tốc độ xử lý và giảm thiểu sai sót.
Ở giai đoạn cuối, yếu tố quan trọng là đảm bảo các ngón tay có đủ khoảng trống để tự động phản hồi. Nếu cấu trúc hốc cắm gây cản trở việc mở rộng bàn tay, bộ phận sẽ không thể hoạt động hiệu quả.
Freeform cho phép việc dễ dàng kiểm soát vấn đề va chạm ngón tay với chi giả, xác minh khoảng trống cần thiết và khắc phục lỗi trước khi sản xuất phiên bản cuối cùng.”
Tăng Cường Hiệu Quả với Dynabots
Không chỉ giới hạn ở việc căn chỉnh ngón tay, Dynabots đóng vai trò quan trọng trong nhiều tác vụ khác. Quy trình thiết kế chi giả trung bình có thể mất đến hai hoặc ba giờ để hoàn thiện, nhưng với Dynabots sẽ chỉ mất khoảng 30 đến 45 phút. Toàn bộ quy trình từ nhập bản quét 3D của silicone cho đến quy trình in 3D chỉ mất chưa đầy 10 phút.
Hệ thống tự động hóa này còn đơn giản hóa việc đào tạo nhân viên mới sử dụng phần mềm Freeform. Một người với kiến thức cơ bản về CAD có thể tự tạo ra các chi giả chất lượng cao chỉ sau vài tuần. Tuy nhiên, mọi sản phẩm đều cần được kiểm tra và phê duyệt bởi nhân sự được cấp chứng chỉ lâm sàng.
Cảm nhận sự khác biệt trong thiết kế
Các quy trình làm việc tiên tiến và ứng dụng công nghệ hiện đại đã và đang tạo ra nhiều sản phẩm để cải thiện cuộc sống hơn. Như ở đây, một người gặp tai nạn và mất đi ba ngón tay đã được hưởng lợi từ chính những đổi mới này.
Đây là một trong số ít bệnh nhân đang dùng chi giả thông thường được trải nghiệm chi giả được chế tạo bằng phương pháp in 3D. Sự chuyển đổi này đã trở thành bước ngoặt quan trọng đối với anh. Các hốc cắm của chi giả được thiết kế nhỏ gọn, nhẹ nhàng và linh hoạt hơn so với những phiên bản trước đây. Nhờ tính năng linh hoạt do thiết kế tối ưu mang lại, anh đã tăng thời gian sử dụng chi giả từ vài giờ mỗi lần sang sử dụng liên tục từ 12-14 tiếng mỗi ngày.
