ユニークな美容補綴物の必要性
この物語は、少女オルガからの手紙から始まりました。 オルガには、パラシュートという極端な趣味があります。 着陸中の1回のジャンプの結果、オルガは右脚のふくらはぎの筋肉に損傷を負いました。 これで、脚の筋肉組織がほぼ完全になくなりました。 視覚的に、これは目立っており、少女に不快感を与えます。 このため、美容補綴物の必要性が生じました。 義足は、怪我をした足のすべての解剖学的特徴を十分に考慮して、できる限り個々のものでなければなりません。 彼女の友人であるオルガのアドバイスで私に目を向けました。
義肢装具の作成を開始します
私たちはオルガと会い、仕事のすべての詳細について話し合いました。 アクションプランは次のとおりです。
- 3Dフットスキャン
- 3Dモデリング
- 美容補綴物の3Dプリント
- フィッティング
フットスキャン
最初のステップは、両方の脚をスキャンすることでした。損傷と健康の両方です。 このために、Artec Evaスキャナーを使用しました。 スキャンは、このスキャナーの本体を開発した設計エンジニアAlexander Gorodetskyによって行われました。 便利なことに、スキャナーはキャリブレーションとマーカーの使用を必要としません。 毎秒約16フレームが作成され、自動的に結合されます。 十分に高い精度のスキャンが必要だったので、スキャナによる繰り返しのパスなしではなく、骨の折れる作業でした。
最も徹底的なスキャンであっても、このプロセスを完了した後、完璧で完全に準備が整った3Dモデルが得られるわけではありません。 スキャンは良い準備であり、ポイントのクラウドであり、その上にまだ実行し、固体を「組み立てる」作業があります。 コーヒーブレークと一緒にスキャンするのに約2時間かかりました。
審美補綴物の3Dモデルの作成
作業のこの段階は、最も骨の折れる長い時間でした。 このタスクは、私の良き友人であり、3DモデラーであるValery Karaoglanyanに引き継がれました。 彼は、オルガのすべての希望を考慮して、既存の2つの点群（健康な足と負傷した足のスキャン）から美容補綴物の3Dモデルを作成するという新しい仕事に直面しました。 この問題に対する既製の解決策はありませんでした。
最初のステップは、SolidWorksのソリッドステート3Dモデリングです。
両方の脚のソリッドステート3Dモデルが準備できたら、健康な脚モデルの高さをミラー調整し、損傷した脚のボリュームモデルを「減算」し、皮膚が「呼吸する」ように許容値を設定しました。
最初は、内表面と外表面の両方がメッシュであるという考えでした（そして、ある時点で両方の表面がメッシュでした）。 オルガの要請により、プロテーゼの内表面のみがメッシュで作られ、外表面は固体のままであり、これがプロテーゼの外側部分に追加の変化をもたらしました。
メッシュの形で表面を作成するには、1つのプログラムから別のプログラムに3Dモデルを少し調整する必要がありました。 まず、UVスキャンを行ってグリッドモジュールを作成するためにZBrushにインポートされ、その後Photoshopでスキャンにグリッドが重ねられ、3DモデルがZBrushに返されました。 この段階では、厚さの指定に問題があり、ZBrushはそのような機会を与えません。したがって、3DS Maxもプロセスに関与しました。
並行して、Alexander GorodetskyはSolidWorksプログラムでファスナーの開発と3Dモデリングを実施しました。 準備が整うと、化粧品補綴物のメイン3Dモデルと「マージ」されました。
もちろん、3Dモデルの作成には時間がかかりました。 前の2つの段落で説明したのは、プロセスの簡潔で表面的な説明です。 設計者は彼の経験をすべて適用し、そのような3Dモデルをゼロから作成するためのアルゴリズムを構築する必要がありましたが、これは簡単ではありません。 その結果、化粧用ふくらはぎ補綴物の本格的な3D対応モデルが手元にありました。
3D印刷時間
3Dプリンティングは、補綴物を作成するための最終ラインです。 3Dプリントの素材として、耐久性のある白いプラスチックPA 2200（ポリアミド）を選択しました。 私たちの目標に最適な、非常に耐久性があり軽量な素材-頻繁に使用される美容補綴物を作成します。 この材料から物体を製造するために、粉末の塊でレーザーが所定の場所で材料を焼結し、体積モデルを「成長」させる場合、選択的レーザー焼結（選択的レーザー焼結）の技術が使用されます。
ステージはエキサイティングでした。完成した補綴物を手に取り、次のステップであるフィッティングに進むことができるのをチーム全体が楽しみにしていました。
キャビア美容補綴フィッティング
予想通り、プロテーゼのフィッティングにより、その長所と短所の両方が明らかになりましたが、最初の反復では避けることは困難でした。 義足を脚に組み立てる際、留め具は本来どおりに機能し、身体自体が正確に足に座っていました。
足が汗をかき、素材自体の質感が手触りがわずかに粗いため、足の皮膚と人工装具自体の間の層として何らかの柔らかい素材を使用する必要があることが明らかになりました。 おそらく、プロテーゼの外側の表面もメッシュのままにしておくと、換気の問題が解決され、脚がより良く「呼吸」します。
オルガは夏が暑かったため、人工装具を積極的に使用する機会がありませんでしたが、フィッティングが行われました。 そのため、化粧用補綴物の主要なテストはまだ行われていません。
まとめ
これは、義肢装具の作成における最初の経験でした。 その過程で、私たちは多くの間違いを犯し、数回輪になって回り、不必要な行動を起こしました。 しかし、彼は私たちの欠点だけでなく、私たちの能力も教えてくれました。今では私たちは短い方法と効果的な解決策を知っています。
この物語で最も重要な意見は、オルガの意見です。 彼女によると、彼女はその結果に満足しており、彼は彼女の期待に応えました。 彼女はその仕事に感謝し、補綴物のさらなるテストの結果を共有することを約束しました。
利用可能なテクノロジー機能
このストーリーで注目すべき瞬間は、工業用3Dプリントテクノロジーの使用が、見かけよりもはるかに簡単であることです。 プロフェッショナルな設備と知識を使用して、プロトタイプ、プロテーゼ、置物、装飾、機能部品、ロケットエンジンなど、思い浮かぶほぼすべての品質オブジェクトを取得できます。
インターネットが、誰かやどこかで3Dプリントを使って何かを作成した記事でいっぱいであることは驚くことではありません。 また、この技術の可能性についての意見が異なることも驚くことではありません-一部は懐疑的であり、一部は家庭用3Dプリンターの熱烈な支持者であり、その他は付加技術の長所と短所を賞賛する機会を逃しません。 しかし、私の意見では、3Dプリンティングのメリットを称賛したり、弱めたりする必要はなく、他のテクノロジーと同様に問題を効果的に解決するために使用する必要があります。 実装したい興味深い提案やアイデアがあれば、コメントを歓迎します。一緒に面白いものを作成できます。