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美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室申請(qǐng)了3D打印鼻子仿真器的專利申請(qǐng)

魔猴君  行業(yè)資訊   1370天前

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來(lái)自俄亥俄州代頓市的美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室(AFRL)的研究人員已為3D打印鼻子模擬器申請(qǐng)了專利。不露面的喙被稱為具有多種采樣模式的鼻子模擬器,可用于氣流評(píng)估,旨在作為上呼吸系統(tǒng)的精確科學(xué)復(fù)制品,使研究人員能夠評(píng)估空氣質(zhì)量對(duì)呼吸生理的影響。 AFRL的發(fā)明者Angela DixonSaber Hussain相信3D打印鼻子對(duì)于研究與呼吸有關(guān)的危害(例如缺氧,空氣中的納米顆粒和揮發(fā)性有機(jī)化合物)非常有用。

研究人員指出:“與典型的鼻腔鑄型不同,這種創(chuàng)新的生物混合上呼吸道模型可以更準(zhǔn)確地表示生理呼吸功能,并進(jìn)行時(shí)空相關(guān)的組織分析。在這里,我們已將電子和生物元素結(jié)合在一起,以開(kāi)發(fā)一種機(jī)器人生物雜交體。”

3D打印鼻子模擬器。圖片來(lái)自美國(guó)AFRL

復(fù)制人的鼻腔

人鼻子的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)比人們最初預(yù)期的要復(fù)雜。當(dāng)然,以前已經(jīng)嘗試過(guò),但是為模擬鼻腔的復(fù)雜性而構(gòu)建的生物工程系統(tǒng)很少能精確到足以用于高級(jí)空氣質(zhì)量研究的水平。此外,雖然以前的模型主要是通過(guò)研究那些將身體捐獻(xiàn)給科學(xué)的人而創(chuàng)建的,但現(xiàn)代3DCT掃描技術(shù)的興起使我們能夠與還活著的志愿者合作。

因此,AFRL的鼻子基于真實(shí)人鼻腔的診斷圖像,并設(shè)計(jì)為在Stratasys PolyJetCarbon DLS 3D打印機(jī)上進(jìn)行打印。為了賦予設(shè)備自主呼吸的能力,研究人員還連接了風(fēng)扇系統(tǒng),以模擬現(xiàn)實(shí)的氣流。鼻子內(nèi)部是一組氣流探頭,旨在檢測(cè)諸如空氣速度之類的參數(shù),并檢測(cè)特定的鼻部組織相互作用。這用于繪制吸入的氣體和顆粒與鼻子的縫隙接觸的位置和時(shí)間。

更深入地研究鼻孔,我們實(shí)際上可以看到模擬器包括八個(gè)帶有探針孔的獨(dú)立模塊滑片,以容納傳感器。堆棧的每個(gè)部分都允許研究人員研究鼻腔的非常特殊的部分,并使用不透氣的墊圈將它們密封在一起以形成一個(gè)連續(xù)的通道。

研究人員得出以下結(jié)論:“我們通過(guò)推動(dòng)開(kāi)發(fā)更多栩栩如生的機(jī)器人設(shè)備,以雙重方式提供人類固有的先進(jìn)機(jī)械功能和生物結(jié)構(gòu),努力提高生物工程技術(shù)的成就標(biāo)準(zhǔn)。正在進(jìn)行的工作將包括通過(guò)表征設(shè)備內(nèi)可達(dá)到的流速來(lái)驗(yàn)證該鼻子模擬器系統(tǒng)?!?/span>

鼻子連接到風(fēng)扇系統(tǒng)以模擬吸入。圖片來(lái)自美國(guó)AFRL。

美國(guó)空軍應(yīng)用3D打印

雖然鼻子模擬器可能被認(rèn)為是有點(diǎn)遙不可及,但它是空軍近年來(lái)開(kāi)展的許多3D打印相關(guān)項(xiàng)目之一。去年,美國(guó)空軍的一個(gè)研究小組使用臺(tái)式樹(shù)脂3D打印機(jī)設(shè)計(jì)并3D打印了手術(shù)牽開(kāi)器。該醫(yī)療器械旨在在物流困難的環(huán)境中使用,在這些環(huán)境中,并非總是能夠使用常規(guī)方法重新儲(chǔ)存醫(yī)療用品。

在其他地方,在空軍維持中心,一支工程師團(tuán)隊(duì)成為第一個(gè)成功測(cè)試美國(guó)空軍飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的3D打印金屬部件的工程師。這一里程碑對(duì)于TF33-P103發(fā)動(dòng)機(jī)的備件生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)好兆頭,該發(fā)動(dòng)機(jī)為B-52 Stratofortress等飛機(jī)提供動(dòng)力。


來(lái)源:https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39981.html

   
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