3D 打印腰部健康護具設計研究

姚翔翔，李至惟，馬博文，劉一帆，黃睿資

（南京藝術學院，南京 210013）

南京藝術學院設計學院室內設計系系列設計課題，秉承“設計為人”和“實驗探索”的一貫宗旨，始終圍繞社會熱點問題，包含且不限于“越界實驗”“方略拓展”“結構技藝”等多元化、多維度的選題方向?！霸浇鐚嶒灐碧岢黄茖I(yè)限制，以實際問題的全方位、協(xié)同式解答，挑戰(zhàn)傳統(tǒng)設計的固有思維定式，思考全新模式所涉及的可能性；“方略拓展”將設計方法的融合、更新與突破作為出發(fā)點，側重個案的思考過程，包括“理念—形式”的轉換方式；“結構技藝”是延續(xù)近十年的建構實驗操作，鼓勵從結構技術的角度，尋求以建構思維為基礎的設計操作。

延續(xù)2019 年“無障礙設計工作坊”以醫(yī)療護具、輔具為實驗設計對象，對“跨界合作”與“技藝拓展”的嘗試，“3D 打印腰部健康護具設計”作為2020 年因需要而生，由疫情所迫展開的“抗疫系列無障礙設計工作坊”成果，是針對“后疫情時代”新型醫(yī)療器具3D 打印可行性的進一步創(chuàng)新實驗設計與研究探討。

1 3D 打印相關概述

被稱為“第三次工業(yè)革命重要標志”之一的3D打印技術，隨著多年的不斷摸索和發(fā)展與進步，其技術體系和材料創(chuàng)新時至今日更是層出不窮、日新月異，成為航天航空、汽車電子、生物醫(yī)療等專業(yè)領域的熱門技術。而3D 打印材料，包括可成型工藝更是憑借絕對的發(fā)展?jié)摿?，成為未來研發(fā)的熱點[1]。

傳統(tǒng)3D 打印材料（工程塑料、光敏樹脂、生物醫(yī)用高分子材料、金屬材料、陶瓷材料等[2]）隨著科技的快速發(fā)展，逐漸從單一轉向多元復合，復合材料通過彼此性能上的取長補短，可產生協(xié)同效應，使綜合優(yōu)勢更加突出[3]。

可成型工藝主要瞄準同一材料的構造變更，是針對同一材料的3D 打印設計改良。持續(xù)的研究，比如康奈爾大學的3D 打印金屬新技術研究、普渡大學的多激光3D 打印研究、凱斯西儲大學的類骨骼3D 打印聚合物研究等，一直是近年來科學實驗室的重點研究課題[4]。

對于以造型擅長的設計專業(yè)，工作坊課題研究的重點和難點放在了“設計改良”部分。相關材料和工藝的思考側重于普材的適應性應用，選擇了3D 打印兩項常規(guī)的快速成型技術：SLS（Selective Laser Sintering）與SLA（Stereo Lithography Appearance），即選擇性激光燒結和光固化成型技術。其中，SLS 打印材料選擇的是工程塑料中的結晶性高分子尼龍（PA），SLA選擇的是高分子聚合物光敏樹脂（UV 樹脂）。

SLS（Selective Laser Sintering）選擇性激光燒結技術，是指以粉末為原料，通過對數(shù)據(jù)模型分層切片信息的激光掃描燒結，一層層堆積成型；待燒結完畢，去除掉未燒結的粉末，取得成品。優(yōu)點在于速度快、精度高、材料適應性廣，兼具柔韌性、自潤滑性、耐磨性、耐化學性、氣體透過性、耐油性以及容易著色等優(yōu)點的尼龍（PA），是能夠滿足SLS 加工成型要求，應用最為廣泛的高分子材料種類[5]。

SLA（Stereo Lithography Appearance）光固化成型技術是指借助光敏樹脂這一特殊的熱塑性高分子聚合物的兩大特性：基礎控制條件下具有較好可塑性和流動性，以及在光照條件下可發(fā)生聚合或者固化進而體現(xiàn)出快速凝固的能力；打印系統(tǒng)包含單體、預聚物和光引發(fā)劑；通過紫外光斑掃描光敏樹脂“凝固”成型。光固化3D 打印流程見圖1，經(jīng)過技術的不斷更迭，SLA 現(xiàn)已是高精度人體組織工程、精密器械等的制造首選技術[6]。

圖1 光固化3D 打印流程圖Fig.1 Flow chart of photocured 3D printing

2 腰部健康護具市場需求分析

2.1 研發(fā)必要性

在日常生活中除了仰臥姿態(tài)，大部分時候人體的腰部都在承受著全身60%以上的重量和壓迫。在長時間的工作中，坐姿狀態(tài)下腰部承受的壓力更是站姿的1.5 倍以上。據(jù)資料顯示，腰背疼痛影響著世界60%～80%的人口，60 歲以上老人從未患過頸肩和腰腿痛的人幾乎為零，其中約20%終身難愈，西方總發(fā)病率為15.2%～30%，國內腰痛患病率達42.7%～72%[7]。目前職場中人均每天工作8.66 小時，各類腰部疾病已經(jīng)成為常見的病痛之一[8]。除了工作勞累外，生活壓力較大、不健康的生活方式、長時間開車、坐姿不正確以及缺乏有效鍛煉等都是罹患慢性腰痛的因素。這些因素導致腰部相關疾病的發(fā)病率逐年上升，且病齡日趨年輕化[9]。進一步的數(shù)據(jù)信息顯示，人體有85%的疾病由脊椎關節(jié)錯位而導致：正常脊柱如果失去力學動態(tài)平衡將會出現(xiàn)肩頸、腰腿疼痛等病癥，而腰椎間盤是脊柱承受壓力、維持穩(wěn)定的主要部分，若腰部出現(xiàn)問題，將會導致脊柱更深層問題的出現(xiàn)[10]。

腰椎病患者長期處于病痛之中，勢必對心理健康與生活品質產生諸多的負面影響。因而，在日常生活中需要借助外部穩(wěn)定性因素——腰部健康護具來承托支撐腰部，緩解壓力，減輕疼痛。2022SINC 第五屆上海國際護理大會，朱曉穎[11]曾以腔鏡外科醫(yī)生為研究對象，通過實驗對比，提出久坐人員佩戴預防性腰托能夠更好地控制腰部疼痛癥狀，改善腰部功能，降低腰肌勞損發(fā)生率。一款品質設計優(yōu)良的腰部健康護具，不但可以治療、緩解并預防腰部脊椎相關疾病，改善疼痛癥狀，其本身的裝飾、美化作用所帶來的健康體驗感，更可以減少因病痛而導致的心理負擔與痛感恐懼。

2.2 市場現(xiàn)狀

目前市面上的腰部健康輔助產品主要包含預防使用的腰靠、腰墊，以及以治療、康復訓練為主的鞍式腰托、藥磁腰托兩大類。

普通的腰靠、腰墊，因功能單一故而價格相對低廉。在材質上通常有羽絨、海綿、棉花、PP 棉、乳膠等類別可供選擇；在制作工藝方面，常加工成曲線型以貼合腰部生理結構。在生產過程中，產品尺寸和指標通常依靠平均數(shù)據(jù)統(tǒng)一設計加工而成。標準化生產流程帶來規(guī)格化的外觀，雖然不可能完全貼合每個病患的腰部實際，適應性欠缺，但勝在功能要求不嚴，僅從使用體驗來看，基本能夠滿足“根據(jù)不同環(huán)境挑選心儀產品”的需求。

鞍式腰托是一種醫(yī)療輔具，主要是由患者主控的“自主性被動鍛煉”外固定器康復支具，通過自我鍛煉的方式輔助治療腰部疾病。此種腰托便攜，使用方便，能夠根據(jù)自我意愿隨時固定或解除固定；在工藝上采用三點加壓原理更具穩(wěn)定性；能夠反復使用，大大降低了治療成本，制作流程見圖2。但其外部美觀性與藝術性不足，產品也不能根據(jù)個人需要調節(jié)，提供不了更精準的輔療效果。此外，石膏制作工藝復雜，制作時間長[12]。

圖2 鞍式腰托模具的制作流程Fig.2 Manufacturing process of saddle lumbar braces mold

藥磁腰托可以改善腰部功能和日常生活對腰部的作用力，配合醫(yī)生的療法能有效緩解腰椎間盤突出癥患者的疼痛，可以有效改善患者腰部功能及翻身、坐、站、行走等日常功能[13]。但藥磁腰托的使用必須有醫(yī)護人員的指導和幫助，否則較難完成；且其造價相對較高，一般在醫(yī)院進行，方便性有所欠缺。與鞍式腰托一樣，藥磁腰托常規(guī)產品也不能根據(jù)個人需要進行調節(jié)，提供不了更精準的輔助效果。

綜上所述，目前市面上腰部健康輔助產品的缺陷集中表現(xiàn)在很難滿足個性與適應性、藝術與功能性、單價與制造速度的平衡與協(xié)調三個方面。因此，拋卻雷同，另辟蹊徑才可能是設計有效的解決辦法，3D打印可成型工藝研究（同一材料的3D 打印設計改良），也許是一個可行的方向。

2.3 3D 打印護具前景

科技的進步讓類外骨骼式的支撐護具設計呈現(xiàn)成為可能，隨著3D 打印技術與臨床醫(yī)學的跨界攜手，實現(xiàn)了“醫(yī)工結合”的跨學科交叉創(chuàng)新應用，取得了眾多科研創(chuàng)新成果[14]，如圖3 和圖4。

圖3 頸椎術后外固定支具Fig.3 External fixation support after cervical spine surgery

圖4 肢體術后外固定支具Fig.4 Post-operative external fixation support for limb

在制作工藝方面，3D 打印技術流程簡便且快速、精準，工藝適用性強，能夠滿足復雜曲面、鏤空等需求，如果設計合理可同時具備美觀性。在材料選擇方面，因腰部健康護具屬于外部器材，不需要生物相容性，故而對材料的要求相對單純，如上文所說，尼龍（PA）、光敏樹脂（UV 樹脂）非常適合作為支持此次設計實驗的主材。

如能通過對模型的特殊設計，將數(shù)字設計、仿生學、3D 打印技術進行有效融合，在滿足傳統(tǒng)支撐護具功能的基礎上進一步擴展有益于人體健康的附加效用，以平均數(shù)據(jù)為基準設置個性變量，最終應當可打印、組合、制造出成型精度理想、外觀效果良好、功能和適應性俱佳的3D 打印產品。這樣的護具產品穿戴舒適、制造簡化、效果精準、結構輕便，同時滿足了個性與適應性、藝術與功能性、單價與制造速度之間的平衡與協(xié)調，勢必可以大幅提升產品的市場響應度。

3 腰部健康護具的設計策略

3.1 設計原則

基于目前腰部健康護具的研發(fā)與市場現(xiàn)狀，在產品的設計策略上，遵循有效、便捷、個性的設計原則。首先，產品須滿足基本的腰背助力需求，以具有一定的創(chuàng)新性的功能設計，從而有效環(huán)節(jié)腰椎壓力，達到用戶康復治療的目的；其次，產品須對人體腰背部結構具有貼附性，在滿足穿脫便捷要求的基礎上嘗試添加尺寸調節(jié)或快速反應功能，以確保用戶的穿戴體驗；最后，基于基本功能要求與強度要求，倡導整“機”的結構輕量化、集約化和個性穿戴的視覺美觀與時尚效果。

3.2 創(chuàng)意方向

目前市面上現(xiàn)有腰部護具的主要功能基本集中在支撐腰部肌肉方面，在該功能之上，嘗試添加穴位按摩功能以增強產品的深入對點理療性能。在穴位按摩方面，結合傳統(tǒng)中醫(yī)關于腰背穴位的相關理論與實踐，以現(xiàn)代化電脈沖理療儀的電脈沖裝置為技術依托，根據(jù)不同的病狀對不同的穴位進行電脈沖按摩。產品在滿足治療與康復功能的同時，也可以起到舒緩與預防的作用，使產品針對性的康復治療或深入理療成為可能。

針對目前市面上腰部護具產品存在的如產品規(guī)格固定化、治療方式單一化等適應性缺陷，考慮結合3D 打印技術與中醫(yī)穴位相關理論，在快速生產的基礎上同時滿足定制化與針對性的需求。在設計規(guī)格方面，根據(jù)不同用戶的年齡、性別、體形等個體區(qū)別數(shù)據(jù)，在MAYA 中對產品的形態(tài)進行整合歸納，并以此數(shù)據(jù)庫為依據(jù)對不同用戶的個體情況進行參量個性化微調；在設計功效方面，依據(jù)中醫(yī)穴位理論對不同病狀進行分類，并據(jù)此調整相應的電脈沖穴位點位，最終利用3D 打印技術打印出定制化、針對性的腰托。

3.3 技術可行性

穴位電脈沖護理法早在19 世紀便應用于醫(yī)療行業(yè)。開始多用電針治療神經(jīng)痛和風濕癥，其后電療法隨之產生并漸漸成熟。至20 世紀初，學者嘗試將電療法用于細胞研究，發(fā)現(xiàn)其能夠使細胞膜通透性增加，其后電脈沖化學療法被創(chuàng)立，開始將電脈沖與化療藥物相結合來治療腫瘤。到了21 世紀初，電脈沖逐漸被運用于理療儀輔助臨床治療。電脈沖治療根據(jù)頻率可分為低頻、中頻和高頻電療法。其中理療儀多采用低頻周期信號調制中頻雙向脈沖的方式進行治療。調制中頻電療法屬于中頻電療法的一種，采用1～150 Hz 的低頻周期信號調制中頻脈沖。該方法兼具中頻與低頻的優(yōu)點，且具有鎮(zhèn)痛、促進血液循環(huán)、促進淋巴回流、鍛煉骨骼肌、提高平滑肌張力、神經(jīng)節(jié)段反射、調節(jié)自主神經(jīng)功能、消炎等效果，臨床應用于骨關節(jié)疾病、軟組織疾病、NS 疾病、消化系統(tǒng)疾病、泌尿系統(tǒng)疾病等[15]。

現(xiàn)市面上的電脈沖理療儀一般按照體量大小進行分類，大號理療儀不易攜帶但功能較齊全，小號理療儀多用于針對性病狀。電脈沖與腰托的結合，原理上即是將電脈沖理療儀的電極片連接至腰托上，在腰托的基礎功能之上，增添電脈沖按摩功能。

《靈樞經(jīng)》中提到：“膀胱足太陽之脈，起于目內眥……是動則病沖頭痛，目似脫，項如拔，脊痛，腰似折，髀不可以曲，腘如結，踹如裂，是為踝厥。是主筋所生病者……項、背、腰、尻、腦、踹、腳皆痛，小指不用。為此諸病，盛則瀉之，虛則補之，熱則疾之，寒則留之，陷下則灸之，不盛不虛以經(jīng)取之[16]。”

不難看出，足太陽腧穴主治各種腰背部疼痛，而足太陽經(jīng)一側共67 穴，其中有39 穴分布于人體腰背部，見圖5。以此為依據(jù)，可于腰托內側對電極片的點位進行布置，使腰托的電脈沖按摩更針對人體穴位，更加利于用戶的康復治療或理療。

圖5 人體腰背部穴位分布圖[17]Fig.5 Distribution of acupoints on the back of human body[17]

在滿足傳統(tǒng)腰部支撐護具使用功能的基礎上，還可以選擇性地增設技術細節(jié)。比如借鑒外骨骼研究成果，利用仿生學以及動力學原理，在護具中加入能夠接受人體肌肉反應和生理信號的傳感器，通過植入的傳感芯片對人體日常運動過程中的信息進行捕獲與感知，經(jīng)由護具中芯片的數(shù)據(jù)捕捉、處理，以隨時掌握用戶的肌體數(shù)據(jù)，進而對反饋數(shù)據(jù)給予相應的操作策略，見圖6，更有效地進行康復性復健保養(yǎng)。

圖6 傳感原理示意[18]Fig.6 Schematic diagram of sensing principle[18]

從前文的3D 打印相關概述可知，3D 打印技術具備制備快、精度高、成材多、適性強等特點。近年來3D 打印技術在醫(yī)療器械康復輔具領域被廣泛運用。目前國內外相關研究的主要對象多為假肢、矯形器、外固定支具等輔具，且部分研究成果已成功地應用于臨床康復治療[19]。其種類繁多，且個體化差異較大，因此3D 打印技術與個性化定制具有極高的契合度，這樣使通過3D 打印技術定制不同身體尺寸的腰托成為可能。

腰托的常規(guī)尺寸范圍以上緣達肋下緣，下緣至髂前上棘，坐下時不碰到大腿為宜，松緊則以能塞進一個手指為宜。在定制時設計變量主要包括產品護腰長度、用戶腰圍長度、腰脅變化曲度等，材料選擇兼顧透氣性、舒適性與一定程度的形變性。在“骨架”等模型基礎結構項不變的前提下，通過對參數(shù)和規(guī)格的調整，快速有效地對模型非基礎項進行調整，在保證關聯(lián)性的基礎上，進一步實現(xiàn)協(xié)同設計，縮短設計周期，優(yōu)化設計結果。

4 腰部健康護具的設計實踐

4.1 信息整合

將前文所提及的身體相關數(shù)據(jù)以及社會調研得到的信息，結合身體結構、傳統(tǒng)中醫(yī)穴位等信息，篩選并整合成一套信息流程，并繪制樹狀圖，見圖7。

圖7 設計研究的信息流程Fig.7 Diagram of design and research information flow

4.2 仿生結構思考

肌纖維即肌細胞，呈長纖維狀，每條肌纖維可有上百個細胞核。細胞質內有大量肌原纖維，肌原纖維之間有肌質網(wǎng)、線粒體、脂滴、糖原等，見圖8。肌纖維組成肌束，以肌束為單元的肌纖維集合所構成的空間結構具有穩(wěn)定性與一定的韌性，能夠維持身體肌肉結構穩(wěn)定并適應各種肌肉的運動。

圖8 肌纖維結構分解示意[20]Fig.8 Schematic diagram of muscle fiber structure decomposition[20]

仔細觀察肌纖維的截面，借鑒類似泰森多邊形的網(wǎng)狀結構作為設計腰托的基礎結構，在保證結構穩(wěn)定與延展強度的同時，更加契合3D 打印技術的特質且滿足輕質化的新要求（見圖9）。

圖9 肌纖維-腰托結構示意[21]Fig.9 Structural diagram of muscle fiber-lumbar brace[21]

在以上基礎技術理論的支撐下，深入考慮產品人體工學與智能化相關的優(yōu)化方法。首先，出于對最大化發(fā)揮支撐護具功能的考慮，在原型方案的基礎上，參照肌肉在骨骼上的包裹方式（見圖10），整體體量收縮至包覆、緊貼狀態(tài)，突出增強腰部支撐負荷力。

圖10 人體脊柱、肌肉模型圖示[21]Fig.10 Illustration of human spine and muscle model[21]

4.3 電脈沖設備植入

電脈沖設備的選擇結合了路超于其論文《多功能電脈沖理療儀的設計與實現(xiàn)》中的實驗結果，實驗以電脈沖模擬中醫(yī)按摩手法，其結果對腰托的設計具有一定的參考價值。在其實驗中以調制中頻電療法為基礎，使用中頻脈沖為1～10 kHz 的雙向對稱脈沖，采用了六種0.5～50 Hz 低頻周期信號對中頻脈沖幅值進行調制。根據(jù)隔離反激式開關電源原理，設計了輸入電壓范圍寬、穩(wěn)定性好和效率高的±16.5 V 雙路輸出開關電源和3.6 V 輸出的DC-DC 變換電源電路等。一方面，采用MSP430F4250 單片機設計了包含按鍵處理、DAC 輸出和LCD 顯示的控制電路；另一方面，采用TDA2030A 設計了波形放大電路，保證不失真?zhèn)鬏數(shù)耐瑫r提高驅動能力。實驗證明，開關電源效率在82%～87%，輸出電壓紋波系數(shù)為3.18%，負載調整率為3.45%，輸出的波形與對應的低頻調制波波形一致，并且具有明顯的中醫(yī)按摩效果[15]。

目前市面上的電脈沖理療儀多為一個主電機帶轉接線連接電極片的形式。由于該種理療方式的理療時常通常在20 min 左右，且理療時人體多處于靜止狀態(tài)，所以當考慮將電脈沖設備與腰托結合的時候，傾向于一種電極片與電機可分離的模式：當需要多功能模式理療時，腰托可通過轉接線連接上主電機進行不同模式或檔位的選擇，例如針對不同病狀或是不同力度；而在脫離主電機的狀態(tài)下，腰托仍可以依靠兩翼中間的自備電池進行簡單理療按摩并持續(xù)供熱，以提供持續(xù)便捷的理療體驗，見圖11。

圖11 實驗腰托電脈沖點位及隱形腰帶示意Fig.11 Schematic diagram for electric pulse point and invisible belt of experimental lumbar brace

4.4 定制化分析

1）共性。生成的過程和基礎數(shù)據(jù)不變，設置調節(jié)點以應對受用者不同身體數(shù)據(jù)的變化[22]，見圖12。

圖12 實驗腰托基礎參量電池組示意Fig.12 Schematic diagram forbattery pack of basic parameters of experimental lumbar brace

2）個性。選取特定的個案，根據(jù)受試者身體信息調整相應的參數(shù)，生成個性模型[22]，見圖13。

圖13 實驗腰托參量調整變化示意Fig.13 Schematic diagram for parameter adjustment changes of experimental lumbar brace

4.5 數(shù)字模型構建

經(jīng)過對患者自身數(shù)據(jù)的分析，結合仿生結構設計與電脈沖設備植入設計[23]，整合歸納為復雜的信息系統(tǒng)。通過三維軟件MAYA 以曲線的方式構建出符合人體工程學與生態(tài)學的數(shù)字化模型，在此基礎上進一步優(yōu)化，發(fā)展出符合身體結構的腰部健康護具形態(tài)[24]。設計模型草圖，見圖14。

圖14 實驗腰托模型呈現(xiàn)Fig.14 Presentation of experimental lumbar brace model

4.6 打印成型與整合

依前文所述，3D 打印選擇了SLS（Selective Laser Sintering）高分子尼龍(PA)與SLA（Stereo Lithography Appearance)光敏樹脂（UV 樹脂），根據(jù)腰部疾病者和日常預防人群需求的不同，可靈活選擇不同的材料，單獨或組合拼裝制作。針對有高質量、可循環(huán)使用、幫助治療及日?；謴托枨蟮幕颊?，推薦彈性好、強度高、重量輕但價格相對較高的尼龍作為打印主材；對于以日常理療、緩解疲勞、預防疾病為主的青少年，體重較輕、對強度要求不高的病患人群，推薦光敏樹脂材料，雖然彈性與強度相對尼龍較差，但價格更為經(jīng)濟[25]。

在設計的過程中，整套電脈沖裝置是根據(jù)受眾個體的身體數(shù)據(jù)，直接并入腰托模型，最終一體化打印成型的。實驗腰托模特佩戴圖見圖15。

圖15 實驗腰托模特佩戴圖Fig.15Diagram of wearing experimental lumbar brace by model

4.7 功效驗證與測試

尋找了12 位設計專業(yè)學生（長期電腦操作使用者），對兩種不同材質（尼龍和光敏樹脂）的打印產品功效進行了測試，測試結果見表1 和圖16，基本達到了設計預期。

圖16 實驗腰托功效滿意度Fig.16 Satisfaction with the experimental lumbar brace efficacy

表1 3D 打印腰部護具測試記錄表Tab.1 Test record of 3D printed lumbar brace

4.8 技術性特征總結

可成型工藝（同一材料的3D 打印設計改良）配合人體仿生學成就了產品整體設計制作的完成。綜合實驗腰部護具的技術表現(xiàn)性，主體部分的技術性設計有3 個關鍵點：

其一，生物定制化使產品主體部分能夠調整至完美貼合腰部，并進行相應的支撐，分散壓力，從而改善人體腰部的受力狀況，并且可以根據(jù)用戶的身體數(shù)據(jù)（年齡、高矮、胖瘦、性別等因素）調整腰托整體的弧度、寬度、高度數(shù)據(jù)，做到一對一個性化定制。

其二，產品置入傳感與電脈沖設備，能夠依據(jù)人體的坐姿、站姿等行為信息數(shù)據(jù)，對壓力過大、不正確坐姿、壓力時間過長等有損健康的行為進行提示；并可依據(jù)實時接收的感應數(shù)據(jù)，對適合部位進行穴位刺激，舒緩腰部肌肉，依托科技手段實現(xiàn)智能調整功能。

其三，產品的佩戴和使用方式有所創(chuàng)新，不僅可以用碳纖維綁帶穿戴，還可以置于椅子上作為靠墊，能夠滿足不同人群對于產品的不同需求，見圖17。

圖17 實驗腰托的靠墊使用展示Fig.17 Use display of cushion for experimental lumbar brace

5 結語

“3D 打印腰部健康護具設計研究”利用了3D 打印技術的便捷性特點和可定制特點，為無障礙產品的研發(fā)和探索提供一種可定制化的產品導向。一方面3D 打印技術豐富了產品材料的多樣性，如輕量化材料、擬真化材料，還有貼近人體皮膚的柔性材質等，產品風格也因此出現(xiàn)了個性化、多元化的趨勢；另一方面，3D 打印產品零件可拆卸組裝、可私人定制的特點，使護具得以滿足更多樣的功能需求，護具受眾群體大大增加。3D 打印在造型上的自由度以及打印材料的多樣性，是產品形式多樣化的直接動因，在審美和視覺層面讓護具這類易忽視形式美感的產品，如今能夠做到科技、功能、審美三方面的統(tǒng)一[26]。

未來的3D 打印發(fā)展方向，材料研究仍將是重點，除了材料的多元化、智慧化，技術的互動、增效也必會更進一步刷新人類社會的制造觀念，而這一切的“未來可期”，讓我們拭目以待。