3D打印定制化耳塞更好保证士兵听力

    美国陆军航空医学研究实验室的研究人员已使用3D打印为美国武装部队成员生产和测试可定制的耳塞。可以采用陆军科学家的新技术来保护耳朵，以防止武装部队成员听力损失。损害士兵的听力不仅会限制他们参与社交互动的能力，还会使他们变得更加脆弱，并在战场上失去战备状态。

    耳塞对于经常被响亮的机械设备和枪声包围的士兵至关重要。图片来自美国陆军。

增材制造的耳塞
    目前，士兵必须佩戴某种听力保护装置（HPD），而那些经常暴露在危险噪声中的士兵必须加入陆军听力计划（AHP）。该计划旨在通过一系列临床听力服务来预防听力损失，但士兵绝不是唯一的弱势群体。在美国，由于报告的听力受损，每年估计花费2.42亿美元用于工人的赔偿要求。

    制作耳模以对抗听力损失也是一项冒险的工作。例如，有时印模材料会越过“耳塞”，这是为了保护内耳，导致受伤，可能导致手术干预甚至听力损失。军队研究人员试图通过结合使用扫描方法，传统的耳印，物理印象的数字扫描和3D打印来减轻此类风险。结合这些技术，可以生产定制的耳塞，并让研究人员评估每种方法的益处和性能。

    传统的制造过程需要创建物理的耳模印象，然后将其运至耳塞制造商。然后，将“耳印”铸造成负面的耳朵模子，或者通过耳压扫描仪进行扫描，以生成数字模型。目前都使用这两种方法，因此为了比较和优化不同的技术，研究人员创建了六个不同的耳塞样本。使用了物理耳印和物理印象的数字扫描，以及三种不同的数字耳扫描方法和内部3D打印方法。

    可视化表示Lantos扫描仪（在过程中使用）如何使用Lantos Cloud Technology提供准确图像的方法。然后创建耳塞并运送给客户。图片来自Lantos。

3D建模和打印耳塞
    美国陆军研究人员首先使用光捕获方法创建了20位志愿者的耳和耳道的3D模型。然后，使用计算机辅助设计（CAD）软件对这些模型进行修改，以创建使用三种制造方法中的每种方法制作的定制合身听筒。扫描是使用一系列扫描仪进行的，以便评估由eFit，3Shape和Lantos提供的最高效的扫描仪。因此，五名受试者将使用印模形耳塞，五名来自eFit扫描，五名来自3Shape，五名来自Lantos。

    使用Cyfex Secret Ear Designer软件在内部对数字扫描进行建模，并使用Envisiontec Pe****ctory Micro 3D打印机和E-Silicone M材料制造耳塞壳。印刷后，将贝壳在异丙醇溶液中洗涤，并在气压下干燥。在60°C大约需要15分钟的时间，即使用加压聚合单元Polymax 1固化该材料。

    将得到的耳塞提供给测试对象，让他们评估每种设计的舒适度，并且每种制造方法的结果各不相同。尽管物理耳印产品可提供最佳的听力保护，但平均而言，它们也最不舒适。重要的是，事实证明，使用数字扫描制作的耳塞远不如使用物理印象制作的耳塞有效。根据研究人员的说法，这可以归因于制作印象的人的技能和技术，因此有必要进行进一步的研究以完善该过程。

美国陆军的3D打印医学进展  

    增材制造经常被美国武装部队利用，以期为士兵提供更好的医疗支持，并在战场上占据优势。佛罗里达州的微点胶技术公司nScrypt于2020年3月为美国陆军开发了nRugged，即工具工厂（FIT）。该3D打印机旨在在恶劣的环境中使用，能够生产各种产品。从完整的电子设备到生物活性绷带，而无需更换工具。

    2019年10月，健康科学统一服务大学（USU）和纽约西点美国军事学院在冲突地区使用3D打印医疗设备进行了试点。实验表明，可以部署各种仪器来节省时间，降低运输成本和避免后勤问题。

    美国空军3D小组的研究小组于2020年4月打印出了一种医用手术牵开器。该仪器旨在供野外医生用来张开伤口，可以部署在无法补充医疗用品的恶劣环境中。