年轻Natasha Castrejon 高兴地炫耀她的 TrueLimb。 （所有图片均由 Siemens Digital Industries Software 提供）Easton LaChappelle 在 14 岁时决定打造一只功能齐全的手。 LaChappelle 在科罗拉多州曼科斯的小山城长大，他八年级的班级只有 23 人。对机器人技术感到厌倦、好奇和着迷，他很快就超越了学校可以教给他的知识的极限。 LaChappelle 说：“我开始躲在卧室里上网冲浪，并自学机器人技术所需的一切知识。”
他认为制作遥控机械手将是一个合适的挑战他的激情。将各种类似 MacGyver 的家居用品拼凑在一起——钓鱼线、乐高积木、电工胶带、挡风玻璃刮水器电机，以及他能找到的任何其他东西会发现——他花了九个月的不懈尝试和错误，用他的话说，“失败得很惨。”
最终，LaChappelle 确实创造了一只基本的机械手，但直到他 16 岁生日他真正开始推进他的设计——并为他不太可能的未来设定方向。就在那时，他购买了一台廉价的激光切割木材 3D 打印机并开始全天候 24 小时运行。他改进了手的单个手指运动及其相对拇指。然后他继续研究前臂，然后是肘部，然后是肩膀，直到他拥有了一条完整的手臂。
LaChappelle 在几个科学展览会上展示了他的机械臂——那是他的财富腾飞的时候。拥有一个可以扔棒球和握手的类似变形金刚的手臂比典型的爆炸火山更能吸引注意力。不久，LaChappelle 在 NASA 实习。随后，奥巴马总统在白宫与他的机械臂握手e.不久之后，LaChappelle 周游世界，发表主题演讲。
灵感的惊喜来源
2013 年发生的一切。对于一个小镇来说，媒体的认可同样令人兴奋十几岁的时候，那一年对拉查佩尔影响最大的是一个安静的时刻。 “我在科罗拉多州科学展上，”他回忆道，“当时我注意到这个小女孩在检查我机械臂的手指动作。我意识到她戴着假肢。那是我第一次见到拥有这种技术的人。”
LaChappelle 开始与女孩和她的父母交谈，以了解她的假肢是如何工作的。他所学到的东西既使他沮丧又鼓舞了他。 “我发现她的假肢花了 80,000 美元，只有一个夹紧装置，而且很快就会过时，因为它花了一年的时间制作。我想，‘这不可能是真的；我在卧室里花了 300 美元做了我的手臂。这对我来说是无法接受的。塔那是我的惊喜时刻。”
一个月后，LaChappelle 受邀在丹佛进行 TEDx 演讲。谈到价格实惠、个性化的假肢的承诺，LaChappelle 得到了人群的起立鼓掌——著名励志演说家和生活教练托尼·罗宾斯 (Tony Robbins) 也打来了电话。 “他对我说，我在心理上帮助了世界各地的人们，”拉查佩尔回忆道。 “我一直想在身体上帮助他们——而你就是这样做的人。” 2014 年 2 月，在 LaChappelle 十八岁生日两个月后，Robbins 提供了启动资金以推出 Unlimited Tomorrow。
Easton LaChappelle 正在研究他的高级假肢版本。Unlimited Tomorrow's Quest and its Challenges
LaChappelle很快了解到，和他的机械臂一样先进s，他将不得不把它带到创新的新高度，以扰乱手臂假肢市场——特别是对于他想帮助的患者：像那个启发了他的 7 岁女孩这样的孩子。
一方面，LaChappelle 制造的手臂重达八磅。一个典型的儿童假肢重量从 2.5 磅到 4 磅不等——即使这样对许多孩子来说也太重了。 Unlimited Tomorrow 业务发展副总裁 Sean Jones 说：“令人心碎的统计数据是，有一半拥有假肢的人没有佩戴它。”
然后是时机问题。孩子们几乎和鞋子一样快地从他们的假肢中长出来。有些人在成年之前会使用四到五台设备——所有设备的价格都在 80,000 美元左右。仅订购和安装设备的过程可能需要六个月；当孩子得到新手臂时，他们可能已经长大了。
减轻体重和加速开发只是 Unlimited Tomorrow 必须克服的两个技术障碍。降低假肢的高昂成本显然是三分之一。但 LaChappelle 和他的工程团队面临着同样重要的挑战，即提供一款让年轻用户佩戴舒适的设备，不仅是为了功能，还因为它给他们带来的感觉。 “对于一些孩子来说，他们的假肢是实用的；他们想做以前做不到的事情，”琼斯解释道。 “对其他人来说，这是心理上的；他们想要融入其中。我们很早就意识到，我们需要创造一种尽可能贴合儿童对侧手臂的个性化假肢。”
颠覆儿科假肢行业
无限的明天假肢插座设计我n NX。快进到 2019 年，Unlimited Tomorrow 推出了 TrueLimb，这是业界首款重量轻、价格实惠的多关节假肢，外观逼真。 TrueLimb 设备重 1.1 磅，比典型的儿科假肢轻 3 磅。它们针对每个用户进行个性化定制，包括体型、肤色和指甲。它们的价格为 8,000 美元，比传统替代品便宜得多。而且，也许最令人惊奇的是，孩子们可以在几周内获得 TrueLimbs，而无需离开舒适的家。
LaChappelle 和他的团队如何如此迅速地颠覆假肢行业？通过汇集先进技术——远程 3D 扫描、电子传感和增材制造。
Unlimited Tomorrow 的直接面向消费者的方法在客户家中开始和结束。公司向候选人运送 3D 扫描仪；朋友或家人对他或她的残臂进行 3D 扫描，并提供另一只手臂的照片以进行匹配；候选人从 450 种不同的肤色中选择；然后他或她将信息发回公司。 Unlimited Tomorrow 然后 3D 打印 TrueLimb 并将其运送给用户——比传统工艺快五倍。
增材制造的价值
虽然许多技术对于TrueLimb 的成功——其中最重要的是为用户提供多抓握功能和独立手指控制的专有肌肉感应技术——增材制造同样不可或缺。 “自从我在卧室里运行那台便宜的打印机以来，我就一直在挑战 3D 打印的极限，”LaChappelle 解释道。 “多年来，我们尝试了多种机器，但我们一直在努力寻找一种能够生产出足够耐用的 [产品] 以承受患者使用并且足够个性化以供使用的机器结束于。”
进入 HP Jet Fusion 彩色 3D 打印机。 “我们是美国第一家获得 580 的公司，”LaChappelle 说。 “我们在这些机器上的里程数可能比世界上任何人都多。它为我们提供了材料强度和颜色精度的完美结合。”
解决最重要的插座问题
即使它汇集了所有先进技术，Unlimited Tomorrow 仍面临一个技术挑战危及其为市场扩展 TrueLimb 的能力。手臂假肢最重要的部分是连接到人的残肢的插座。它不仅包含激活手部动作的传感器，而且对假肢的舒适度也至关重要。
Unlimited Tomorrow 工程师在设计他们的插座以满足用户所需的个性化贴合时遇到了麻烦。首席机械设计工程师 Matt Landolfa 解释说：“通过我们以前的工作流程，我们’d 对用户的残肢进行 3D 扫描，将其加载到我们的 CAD 工具中，并将其与通用插座模型结合起来。然后，我们将使用另一种软件将通用模型变形为扫描件。这个过程很慢，而且很难修改结果。通常，我们不得不重做这个过程，但不能保证它下次能正常工作。”
考虑到 Unlimited Tomorrow 拥有和计划拥有的客户数量，减少测试插座的数量对于扩展他们的业务。他们需要能够帮助他们以更高效的方式生产个性化插座的软件。 LaChappelle 怀疑市场上是否存在可以解决他们问题的软件。然后他在一次会议上偶然遇到了西门子的一位高管。 “我们安排了与 NX 产品工程团队的会议，”LaChappelle 回忆道，“在第一次通话中，我告诉他们，‘听着，我认为 NX 或任何其他 CAD 软件包都无法帮助我们。我们的要求真的非常非常难。’”
在接下来的几个月里，Siemens Digital Industries Software 的工程师证明了 LaChappelle 的错误。西门子顾问与 Unlimited Tomorrow 工程团队合作，开发了一个利用 NX Product Template Studio 的解决方案。新解决方案将自动优化与基于规则的参数化设计相结合，使 Landolfa 和他的团队能够更好地控制插座几何形状。
Unlimited Tomorrow 的完整 TrueLimb 设计新插座设计工作流程成功的关键之一，根据 Landolfa，是几何的关联性。 “由于该解决方案是一个一体式系统，如果我们想要进行调整，我们不必像以前那样重新启动该过程。”
该系统的简单性是 pa对 Unlimited Tomorrow 的业务尤为重要。随着他们扩大规模以满足不断增长的需求，他们计划取消对使用 NX 的工程师的现有临床监督，而让临床医生直接操作该软件。
然而，NX 驱动的套接字开发过程的最大好处是, 是它产生的质量和一致性水平。 “这确实在整个公司引起了连锁反应，”LaChappelle 说。 “我们正在扩展该软件进一步自动化和增强我们的运营的方式。”
NX AM 的附加优势
NX 为个性化扫描到打印应用程序提供的强大功能这并不是 Unlimited Tomorrow 从该软件中获得的唯一优势。 NX AM 软件与 HP 的 3D 打印机紧密相连，并针对工业化增材制造进行了调整。对 Landolfa 来说，NX 的影响是发自内心的。 “NX 使 HP 580 的输出更加流畅，”他说。 “我们努力e 为我们的客户提供感觉自然且看起来美观的 TrueLimb。使用我们的旧软件，您可以看到 3D 打印的各个方面； NX 不行。其精确的几何形状提供了更加逼真的饰面。”
这超出了 TrueLimb 的插座，延伸到了假肢的每个其他组件。 Unlimited Tomorrow 正在将所有组件的设计转移到 NX 环境中。他们还在探索 NX 的自动嵌套功能。 “我们正处于以戏剧性方式扩大规模的风口浪尖，”LaChappelle 说。 “在我们实现目标之前，我们需要优化 HP 580s 的吞吐量——这就是自动嵌套的用武之地。”
Unlimited Tomorrow's Promising Future
什么是无限明天的未来持有？ 2020 年底年满 25 岁的拉查佩尔有着雄心勃勃的目标。 “如果你七年前告诉我，那时我一个人在卧室里，有了第一个机械臂，我会成为今天的我，我永远不会相信，”他说。 “现在，在经历了这些经历之后，我对我们能取得的成就更加用心。我们一直在问这个基本问题：‘我们如何才能建立一个影响全球 4000 万截肢者生活的企业？’
“这是更大的问题，”他继续说道。 “这意味着要大幅增加运营。我们将依靠 3D 打印和增材制造软件等技术来跟上我们的步伐。”
