3 d打印直接在鞋鞋底鞋垫测量压力

苏黎世联邦理工学院的研究人员、电子探针和后续发展3 d打印的鞋垫集成传感器,允许将唯一的压力测量的鞋,因此在任何活动。这有助于运动员或病人,以确定性能和治疗进展。

在精英体育,分数秒有时让胜利和失败之间的区别。为了优化性能,运动员使用定制的鞋垫。但是人们与肌肉骨骼疼痛也把鞋垫战斗他们的不适。

专家可以准确地适应这样的鞋垫之前,他们必须首先创建一个脚的压力分布图。为此,运动员或病人在压敏垫,赤脚走在那里留下自己的足迹。基于这一压力分布图,整形外科医生然后创建定制的手工鞋垫。这种方法的问题是,优化和调整需要时间。另一个缺点是,压敏垫只允许测量在一个狭小的空间里,而不是在训练或户外活动。

现在一项发明,一个研究小组从苏黎世联邦理工学院,电子探针和后续可以大大提高的东西。研究人员使用3 d印刷生产和集成一个定制的鞋垫压力传感器唯一可以测量压力的脚在鞋中直接在各种活动。

“你可以告诉从压力模式检测是否有人走路,跑步,爬楼梯,甚至带着一个沉重的负担他们的学校这种情况下脚跟压力变化更多,”解释co-project领袖吉尔伯托Siqueira ETH高级助理在电子探针和复合材料实验室。这使乏味的垫测试过去的事了。这项发明最近刊登在《华尔街日报》科学报告。

一个设备,多个油墨

这些鞋垫不仅仅是易于使用,它们也很容易。他们在一个step-including集成生产传感器和conductors-using一个3 d打印机,称为一个挤出机。

打印,研究者使用各种油墨专为这个应用程序开发。鞋垫的基础,材料科学家使用硅树脂和纤维素纳米颗粒的混合物。

接下来,他们打印导体在这第一层使用一个包含银导电油墨。然后打印导体上的传感器在个别地方使用墨水含有炭黑。传感器并不是随机分布的:它们是脚的确切位置唯一的压力是最大的。保护传感器和导体,研究者用一层硅胶外套。

一个最初的困难是实现不同材料层间附着力好。研究人员解决了这个把硅胶层的表面与热等离子体。

作为测量正常和剪切力传感器,它们使用压电组件,转换机械压力成电信号。此外,研究人员建立了一个接口为宣读唯一生成的数据。

运行数据无线即将宣读

测试表明研究者的加法制造鞋垫行之有效。“数据分析,我们可以识别不同的活动根据传感器反应和反应是多强,“Siqueira说。

目前,Siqueira和他的同事们还需要电缆连接读出数据;为此,他们已经安装了一个联系人的鞋垫。他说,下一个发展步骤之一,将创建一个无线连接。“然而,读取的数据还没有到目前为止我们工作的重点。”

在未来,3 d打印的鞋垫与集成传感器可以通过运动员或物理疗法,例如测量培训或治疗进展。基于这样的测量数据,然后可以调整培训计划和永久鞋鞋垫具有不同软硬区可以使用3 d印刷生产。

尽管Siqueira相信其产品有强大的市场潜力,特别是在精英体育,他的团队还没有采取任何措施向商业化。