Cerebra使用Artec Eva定制3D打印儿童头盔

21/08/2019

一家专注于儿童脑相关神经健康的英国慈善机构通过3D扫描与打印技术,为儿童定制马术头盔。

Imogen不能和其他孩子一起奔跑玩耍,但她会骑马。出生11周,她就得了痉挛性双瘫,这是一种大脑性瘫痪,大部分时间,都必须坐在轮椅上,或者保持坐姿。骑马对她而言充满欢乐,但由于她出生时还带有脑积水(大脑肿胀),因此她的头部超过了正常大小,也就是说,她找不到一款适合她的马术头盔。

她戴过的头盔不是太大,造成骑马时遮挡眼睛,就是太小不舒适。她的母亲不得不在大头盔里塞些东西加以固定,但没过一会儿,Imogen就会感到头疼难耐。

虽然很难找到一款合适的马术头盔,但Imogen依然热爱这项运动,并开始参与花式骑马,且表现越发优秀,但这也格外突出找到一款合适头盔的重要性。骑马是非常危险的活动,急诊室收治的受伤马术骑手人数是摩托车骑手、足球和滑雪人员的4倍。

Imogen的母亲Catherine在经历过一次次失望后,找到了Cerebra。这是一家英国知名的慈善机构,专为特殊儿童定制产品。大脑创新中心(Cerebra Innovation Centre)位于威尔士三一圣大卫大学,是一家100%依靠捐助运营的研究中心,他们研发有趣、高度实用的创新产品,不仅能让孩子们回到正常生活,而且,由于它们美观有趣,时长有些在操场或学校玩耍的孩子,看到这些产品便询问他们父母,是否也能拥有一款一模一样的产品。

大脑创新中心的设计工程师已经为患有脑积水的孩子们定制过几款头盔了。Ross博士向我们谈起他从事这项事业的缘起。“最早我开始使用Artec Eva扫描仪,当我意识到它的独特潜能,就开始思考如何最大程度将它应用到我们工作中来,于是灵光乍现!我们开始决定用它来定制头盔。”

他继续补充道,“最终的设计/生产流程得以成形,是因为我想到可以结合扫描、3D模具打印、玻璃纤维制作外壳、采用数控加工和聚苯乙烯制作内衬。”

ATiC(辅助技术创新中心)总监Ian Walsh和他们的创新团队向Ross Head推荐了Artec Eva。在此之前,ATiC向Artec金牌授权经销商Central Scanning的3D扫描专家进行了咨询了解,通过Artec扫描仪的现场演示,ATiC发现Eva可以成为他们工具箱的得力成员。

ATiC是一家一体化研究中心,采用以用户为本的思维和策略创新工具,同时重视人体的幸福健康。

ATiC采用一系列现实捕获技术,例如3D扫描、生物力学和眼动技术,以及前沿3D打印机等一系列先进原型制造设备。ATiC同时还通过医疗卫生领域的产品、服务、系统创新,支持许多其他慈善组织等机构。

ATiC团队目前为止已经和Cerebra的Ross开展合作,使用Artec Eva进行3D扫描,为Imogen创新了头盔制作流程。这次合作对ATiC和Cerebra而言都是史无前例,因为他们都希望能进一步推进设计与制造的创新程度。

扫描中的ImogenArtec Eva

Artec Eva是一款轻质3D扫描仪,采用100%安全的结构白光技术,能快速扫描,小孩只需要在一分钟内保持不动即可。3D扫描数据会实时显示在扫描仪软件Artec Studio的屏幕上。随后,开始处理扫描,并导出至CAD软件,完成3D打印。导出至CAD软件后,就能生成儿童头部的偏移图,用于调整精准尺寸,从而制作精准的3D模型以及完全合身的头盔。

扫描中的ImogenArtec Eva

“扫描脸部和头部时,Imogen对Eva非常好奇,但机器完全无害,所以即便她扫描时睁了几次眼,也没有问题。而且,扫描期间保持不动对她而言也不是什么难题,很快就扫描完了,”Ross Head说道。

Artec Studio软件中Artec Eva完成的Imogen实时扫描

扫描并导入CAD后,就完成了两部分组成的模型。Ross随后解释了头盔制作的物理流程。“内部聚苯乙烯的保护层导出至数控机床,外壳模型用于制作3D打印的(女士)模具。待模具表面变光滑后,用玻璃纤维和Kevlar材料,通过环氧树脂,制作一层极为坚固的外壳。”

Ross Head拿着一款普通头盔商品(左)和Cerebra定制头盔(右)

之后,头盔还通过了BSI(英国标准学会)认证,为其保护功能和品质获得了背书。目前为止,已完成了三顶头盔,两个小孩(包括Imogen)都接受了ATiC Artec Eva的扫描。其他头盔目前还在制作当中,大脑创新中心同时也看到其他地区的客户对此展现出的浓厚兴趣。

Ross Head对结果非常满意,“我们和Eva扫描仪的合作才刚刚开始……因为我们希望为每个孩子制作一款定制产品。Eva可以获得小孩身上的准确尺寸,当这些产品成品后,无论是穿戴在身,还是坐在其上,都像手套一样贴合,对那些觉得和生活格格不入的孩子们而言,终于可以实现一次梦想了。”

Ross HeadImogen,第一次戴上新帽子准备骑马

他继续补充道,“目前我们制作的是头盔,但事实上,我们已经开始考虑Eva的其他应用了……我们了解它的准确度,所以只要我们想得到,就都能为孩子们实现。”

除了定制头盔外,Cerebra还为其他残疾儿童制作了一系列其他定制产品,包括秋千背带(孩子们去公园荡秋千就可以不用担心滑落了)、大龄儿童使用的安全弹性椅(让他们安全玩耍,锻炼身体)、残疾儿童雪橇安全座椅(让孩子们也能在雪地里欢乐地玩耍)、摇摆木马和摇椅、GoTo定型椅(让带有生理缺陷的小婴儿随时保持健康的姿势)等等!

Cerebra坚信,孩子们的每个梦想都值得不断追寻。不可因他人之短而故步自封。在这样的理念下,Cerebra为特殊儿童设计了大量特殊的产品设备,帮助他们参加三项全能、滑板、甚至登山运动!就在去年秋天,Cerebra就和Imogen一起,登上了南威尔士的最高峰,她就坐在Cerebra为她特别定制的四轮登山车上。

CIC团队和 Imogen在南威尔士最高峰Pen y Fan峰顶

Imogen母亲说道,“Imogen完成登山后非常激动。这多亏Cerebra团队,她才能实现这场冒险——因为大脑瘫痪,她从来没有参与过这样的活动。过去,当然也有很多机会能参加体育活动,但她始终感到无法融入。这件事极大提升了她的自信心和自尊心。”

Imogen戴着新头盔和保护罩,还有她最好的朋友!

她继续补充道,“Imogen很喜欢新头盔!因为不仅很舒适,看起来也很漂亮,只要我们答应,她想继续这项骑马运动!大脑创新中心给她制作的漂亮头盔,让她可以在热爱的运动中继续拼搏!Cerebra工作人员甚至还为她增加了一层丝绸(头盔保护罩),用了Imogen最喜欢的颜色!”

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