运用西门子 NX 突破假肢设计创新-软服之家

运用西门子 NX 突破假肢设计创新

西门子 NX 如何优化假肢设计

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高层摘要

如今假肢需求日益高涨。与此同时，医疗企业也在想方设法为假肢设计添加丰富细节，满足用户的个性化要求。新技术、新材料和新制造流程推动医疗器械向性价比更高、佩戴感更舒适、生产速度更快的方向发展。西门子 NX 软件赋能医疗企业不断开拓创新，展现新一代产品设计的优势。西门子集成式工具套件帮助企业降低假肢成本、打造个性化功能并提高产品的使用效率，以虚拟方式悉数实现！让全球更多的患者有机会使用假肢，无需现场预订。NX 提供一种集成机械、复合材料和增材制造的虚拟设计方法，为假肢开发开创更多的可能。

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NX 卓越的独创性

在过去，医疗企业往往止步于少数几次的设计迭代。现代工具允许用户执行数百次或数千次设计迭代并实现设计优化，力求打造更佳设计。Siemens Digital Industries Software 旗下出品的 NX 一站式无缝整合设计、仿真和制造工序。例如，通过 HEEDS 和 NX，单个参数化模型可在数百个或数千个设计迭代的基础上执行分析和优化。这款软件不仅有助于降低产品成本，而且能够加速创新和优化步伐。NX 赋能企业在单一环境中快速完善模型，大幅提高生产效率。

NX 让产品定制设计变得前所未有的轻快简捷。只需对每款产品的特性做些微调，企业就能设计出适合不同患者的新款假肢。NX 支持将特征颜色分配给各设计面。

运用 NX 特征工具修改设计，打造个性化外观，满足不同患者的需求。凭借 NX 提供的多样化工具，医疗器械企业可以充分发挥创新潜能。

要为残疾田径运动员制作假肢？或许碳纤维外壳是运动员的最合适选择。NX 支持以轻质材料和低成本创造出优质产品，为您开创更多的可能。

运用西门子 NX 突破假肢设计创新

“NX 是我用过的更强大的设计软件。实体模型、组装乃至所有一切要素集成应用于建模工序，诞生出优化的成果。用户可以见识到所有要素以一种其他软件无法实现的独特方式组合搭配在一起。在最终产品尚未成型之前，还可以预览成品效果。”

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假肢世界

趋势

时至今日，假肢对设计复杂性和个性化功能的要求日益加码。要想保持竞争优势，企业必须大力推动产品和设计流程的革新和创新。随着全球各地对假肢的需求日益增大，医疗器械企业之间的竞争逐渐白热化。激烈的竞争格局促使企业从成本、舒适度和定制化等方面入手，着力优化旗下产品，满足不同客户的多样化需求。例如，随着患者身体的发展成熟，他们期待新款假肢能够适应肢体的成长变化。成长是个问题，处于成长期的青少年患者很难使用假肢。就目前的价位而言，每年换新假肢的费用是大多数患者无法承受的负担。当务之急是找到降低假肢成本的方法，确保所有患者都能负担得起。

有些公司提供定制程度很高的假肢产品，例如个性化设计肤色、手指长度和接受腔模式，这种定制产品策略有助于带动产品需求。有能力为每位患者创造定制化的独特假肢产品，可以增强制造商和客户对成品效果的信心。

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图 2：假肢穿戴特写镜头。

从使用舒适性上看，如今的假肢产品设计得越来越耐用、轻便，提高了患者的穿戴舒适度，同时使产品的使用体验几乎更接近于真人肢体。舒适感决定一切。如果患者穿戴假肢感觉不自在，它的利用率会大打折扣。赋能企业设计出适合每位患者穿戴的舒适假肢产品，有助于增强企业信心，让他们有理由相信患者会选择他们的产品。扫描患者的肢体并将模型上传到单一软件中，这类功能整合是开发假肢产品的高效做法之一。随着技术的演变发展，现在可借助手机或平板电脑等现成工具扫描肢体，这个方法为偏远地区的客户创造了使用假肢的机会。这种虚拟方式帮助全球客户解决了地缘问题，而对于每位客户而言，它使得定制假肢的过程变得不那么复杂了，这无疑是一大利好的优势。

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图 3： Unlimited Tomorrow TrueLimb 体现出匹配对侧肢体的个性化特征。

影响

鉴于扫描的便利性，再加上定制 3D 打印部件的融合度增强，许多患者选择每年换用新假肢。NX 支持更轻快的假肢动态调整，调节接受腔的尺寸，充分贴合患者的肢体。如今的扫描设备和软件不断升级改进，使用扫描数据定制假肢变得格外简单、快捷。利用病人肢体的扫描数据进行定制设计，可确保假肢第一次穿戴即感觉舒适。应用创新技术可以开发出更好、更舒适的产品，提升客户需求和满意度。

经验证，碳纤维是制作假肢叶片的绝佳材料。碳纤维强度高、质量轻，对于提供商和患者来说都是有利无弊的。正是由于产品质量较轻，其开发成本要低得多。从患者的佩戴体验上考虑，一款更轻更强的假肢活动起来更省力，且可以负载更多的重量。此外，假肢叶片可以储存和释放的能量超出寻常。例如，如今在跳远项目中，残奥会运动员成绩超越奥运会运动员成绩的情况很常见。

发展潜力

未来瞬息万变。如何跟上时代大潮？保持技术更新同步，采用新流程。假肢制造企业必须不断完善设计和制造流程，从而在价格和生产效率方面展现竞争优势。

人们现已开发新一代技术，旨在创造出更简易的假肢设计方法。最新技术甚至发展到可以在家中使用智能手机上的扫描应用，快速设计出专为每位患者量身设计的接受腔。在过去，提供商需要现场测量患者的肢体，将测量数据输入一系列软件程序。这个过程要求输入数据高度精确，才能输出符合要求的特定结果。创新型企业正在做各种尝试，力求打造更简捷、高效的假肢定制开发流程。

全新的制造方法支持制造商使用各种材料，例如复合材料和增材制造材料，生产出更轻型、更坚固的假肢产品。碳纤维和增材制造部件是制造既轻又强假肢的理想选择。客户呼吁量身定制的假肢产品，提高穿戴舒适感，并根据个人喜好进行美学设计。

“NX 使我们能够操作和重新啮合用户扫描，加上 NX 提供的建模选项，可为假肢接受腔打造更平滑、更亲和的整体外观。

解决方案

NX 提供多种简捷工具进行表面处理和塑型。NX 创意塑型软件是一种简单易用的设计方法，主要用于打造高级造型。运用这款灵活设计工具，可将残疾运动员的假肢调整成有利于运动员比赛发挥的合适形状。NX 让设计师可以对初始体进行具体细分，支持几何体的无缝切割和拉伸，从而打造出精良的塑型。正是有了革命性的创意塑型方法，增材制造和其他制造技术才有机会广泛利用。

NX 将增材制造应用水平推至新高。NX 与 3D 打印的结合，实现了产能的跨越式升级。NX 增材制造技术可打造轻质、耐用且透气的假肢。

设计自动化取代了在多个设计工具之间来回切换的繁琐人工操作。集成式工具允许 3D 扫描直接用于接受腔设计，从而实现设计全自动化，制作高质量的接受腔，为每位客户带来可复制的非凡体验。增材制造可以打印出彩色效果，进一步提升假肢外观的个性化美感。

选择将增材制造技术与轻质材料结合应用，可打造出既舒适又轻便的假肢产品，轻松穿戴一整天。增材制造技术强大而高效，这种方式产生的废料极少，一次构建可生成几十个接受腔。西门子 NX 软件支持企业以更少的成本投入，制造出更多的产品。

NX 与计算机辅助工程 (CAE) 工具集成应用，让高度优化设计成为可能。HEEDS 是一款软件产品包，支持仿真驱动型产品设计。HEEDS 可连接各种 CAD 和 CAE 工具，有效加速产品开发创新。通过自动化操作、执行和探索创新解决方案，假肢开发工作变得比过去要高效得多，产品性能实现进阶突破。

Simcenter 3D 是一款全集成式计算机辅助设计解决方案，可有效应对复杂的工程挑战。该软件包含先进的 3D 建模能力和高效仿真，可生成信息更全面的洞察，有助于全方位优化产品性能。就残疾运动员的假肢叶片而论，在假肢实际投入比赛使用之前，建议使用 Simcenter 3D 和 HEEDS 执行性能仿真优化。

产品性能是关键。选择 NX，企业可灵活运用 NX 集成的多个设计工作流，在向客户交付产品之前测试产品性能。确保生成的设计以更高效的方式达到更佳性能，促进企业整体设计水准的提升。NX 的未来应用前景在于交付超高性价比的产品，有力带动市场收益增长。

运用西门子 NX 突破假肢设计创新

图 4：Unlimited Tomorrow 接受腔模型及后台的西门子 NX 工具界面。

❖结语

创造新假肢的方法正在发生颠覆式变化，使用 NX 有助于产品改进与优化。按需定制的假肢产品在医学界广受欢迎，使用 NX 可轻松增强产品功能。NX、Simcenter、HEEDS、增材制造和其他集成式软件针对医疗器械专门创建了简单易用的设计过程。此外，西门子 NX 软件赋能企业生产出更轻便、更低价的设备。总而言之，使用 NX 设计假肢产品，可高效优化企业的设计流程，保证患者的穿戴舒适度，呈现独特亲和的美学印象。