美國陸軍研究人員為士兵創(chuàng)建了3D打印的定制化耳塞

來源：未知大陸

美國陸軍航空醫(yī)學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室的研究人員已使用3D打印為美國武裝部隊成員生產(chǎn)和測試可定制的耳塞?？梢圆捎藐戃娍茖W(xué)家的新技術(shù)來保護(hù)耳朵，以防止武裝部隊成員聽力受損。損害士兵的聽力不僅會限制他們參與社交互動的能力，還會使他們變得更加脆弱，并在戰(zhàn)場上失去戰(zhàn)備狀態(tài)。

耳塞對于經(jīng)常被響亮的機(jī)械設(shè)備和槍聲包圍的士兵至關(guān)重要

增材制造的耳塞
目前，士兵必須佩戴某種聽力保護(hù)裝置（HPD），而那些經(jīng)常暴露在危險噪聲中的士兵必須加入陸軍聽力計劃（AHP）。該計劃旨在通過一系列臨床聽力服務(wù)來預(yù)防聽力損失，但士兵絕不是唯一的弱勢群體。在美國，估計每年有2.42億美元用于因聽力受損而索賠的工人。

制作耳模以應(yīng)對聽力受損也是一項(xiàng)冒險的工作。例如，有時印模材料會越過“耳塞”導(dǎo)致受傷，可能導(dǎo)致手術(shù)干預(yù)甚至聽力損失。軍隊研究人員試圖通過結(jié)合使用掃描方法和3D打印來減輕此類風(fēng)險。結(jié)合這些技術(shù)，可以生產(chǎn)定制的耳塞，并讓研究人員評估每種方法的益處和性能。

傳統(tǒng)的制造過程需要創(chuàng)建物理的耳模印象，然后將其運(yùn)至耳塞制造商。然后，將“耳印”鑄造成負(fù)面的耳朵模子，或者通過耳壓掃描儀進(jìn)行掃描，以生成數(shù)字模型。目前都使用這兩種方法，因此為了比較和優(yōu)化不同的技術(shù)，研究人員創(chuàng)建了六個不同的耳塞樣本。使用了物理耳印和數(shù)字掃描等三種不同的數(shù)字耳掃描方法和內(nèi)部3D打印方法。

掃描可視化

3D建模和打印耳塞
美國陸軍研究人員首先使用光捕獲方法創(chuàng)建了20位志愿者的耳和耳道的3D模型。然后，使用計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）軟件對這些模型進(jìn)行修改，以創(chuàng)建使用三種制造方法中的每種方法制作的定制合身聽筒。掃描是使用一系列掃描儀進(jìn)行的，以便評估由eFit，3Shape和Lantos提供的最高效的掃描儀。因此，五名受試者將使用印模形耳塞，五名來自eFit掃描，五名來自3Shape，五名來自Lantos。

使用Cyfex Secret Ear Designer軟件在內(nèi)部對數(shù)字掃描進(jìn)行建模，并使用Envisiontec Perfactory Micro 3D打印機(jī)和E-Silicone M材料制造耳塞殼。打印后，將殼體在異丙醇溶液中洗滌，并在氣壓下干燥。在60°C大約需要15分鐘的時間，即使用加壓聚合單元Polymax 1固化該材料。

將得到的耳塞提供給測試對象，讓他們評估每種設(shè)計的舒適度，并且每種制造方法的結(jié)果各不相同。盡管物理耳印產(chǎn)品可提供最佳的聽力保護(hù)，但平均而言，它們也最不舒適。重要的是，事實(shí)證明，使用數(shù)字掃描制作的耳塞遠(yuǎn)不如使用物理印象制作的耳塞有效。根據(jù)研究人員的說法，這可以歸因于制作印象的人的技能和技術(shù)，因此有必要進(jìn)行進(jìn)一步的研究以完善該過程。