3D列印NOVA腳的問世，使義肢生產向前邁進了一步
— CPT 首席執行官 Marco Garano
NOVA Foot 是一款高能量回彈的客製化義肢足，共有六種尺寸可供選擇。NOVA Foot 由 CPT（Custom Precision Technology，客製化精密技術公司）執行長 Marco Garano 開發，並已完成原型製作、測試，目前採用 Formlabs 3D 列印機進行生產。如果沒有 3D 列印技術，這款義肢將無法問世，因為任何其他生產方法都將成本過高且效率低下。NOVA Foot 由 Protosystem 銷售，Protosystem 是 CPT 的衍生公司，成立宗旨是為骨科領域打造功能齊全且易於使用的產品。
— Valentina Garano，Protosystem 銷售與市場經理
NOVA 足部：可定制，提升舒適度
大多數義肢足都需要患者進行大量的適應過程。NOVA 義肢足的設計目標是使其能夠適應患者，並確保日常使用中的舒適性和穩定性。
NOVA Foot 採用 Formlabs Fuse 1+ 30W 3D 列印，其他組件採用 Form 3B+ 列印。
NOVA 義肢由前足、中足、足跟和踝關節等多個部分組成。每個足部節段均可依患者需求進行客製化。這些高度可自訂的節段採用 Fuse 1+ 30W 選擇性雷射燒結（SLS）3D 列印機列印而成。腳趾和足跟處的附加鞋底也採用 Fuse 1+ 30W 列印，完全防水，即使在淋浴等潮濕環境中也能提供良好的抓地力和穩定性。
NOVA Foot 中的彈簧（如圖中紅色所示）可以更換為更軟或更硬的彈簧，從而定制 NOVA Foot 的響應。 
NOVA Foot 的設計既可以穿在鞋子裡，也可以不穿鞋子使用。
三根彈簧使 3D 列印的足部組件能夠活動。透過更換更軟或更硬的彈簧，可以客製化足部的屈曲角度。NOVA 足部義肢的三根彈簧均可隨時更換，因此非常適合活動量較少的患者，他們希望義肢能夠提供流暢舒適的運動體驗；也適合活動量較大的患者，他們需要一款響應靈敏、能夠在短時間運動中提供能量反饋的假肢。更換這三根彈簧也有助於新截肢患者在截肢後進行復健訓練。
例如，如果患者希望在腳跟著地階段獲得更大的舒適度，在腳趾離地階段獲得更大的推動力，則可以在腳跟安裝一個較軟的彈簧，在前腳掌安裝兩個較硬的彈簧，以調整 NOVA 足的響應。
為什麼選擇 3D 列印製造？
— CPT 首席執行官 Marco Garano
如果採用其他生產方法，NOVA Foot 的生產將無法實現。如此多部件的高度客製化，若採用其他生產方法，例如注塑成型或機械加工，成本將極為高昂。此外，Marco Garano 表示：「使用 Fuse 1+ 30W 製造零件，使我們能夠打造非常複雜的幾何形狀，內部中空，並在經有限元分析 (FEM) 研究的特定點進行，這使得部件既輕便又堅固耐用。另一個例子是後跟空鞋墊，採用 TPU 材料加固。」
— Valentina Garano，Protosystem 銷售與市場經理
生產所有 NOVA Foot 零件的注塑模具成本估計為每個尺寸 5 萬至 6 萬歐元，至少需要六個尺寸。這意味著僅六個尺寸的模具成本就至少為 30 萬歐元，這筆費用高得令人望而卻步。
內部 3D 列印還能增強供應鏈的韌性，降低風險，並加速原型製作和生產的周轉速度。此外，SLS 技術的粉末刷新率高，最大限度地減少了浪費。目前，使用 Fuse 1+ 30W 列印機列印一個 NOVA Foot 義肢大約需要 5 個小時，一次列印最多可以包含四個義肢。
— CPT 首席執行官 Marco Garano
Protosystem 使用 Fuse 1+ 30W SLS 3D 列印機和 Form 3B+ 立體光刻 (SLA) 3D 列印機進行原型製作和大量生產，並使用 Formlabs 的列印準備軟體 PreForm。PreForm 讓 Marco Garano 能夠即時查看準確的時間預估和材料用量，從而全面掌控生產流程。
— Valentina Garano，Protosystem 銷售與市場經理
Formlabs 擁有超過 40 種高效能材料的豐富產品目錄，這對於滿足本專案嚴苛的要求至關重要。NOVA 足部對材料性能有著許多要求：它必須經久耐用、輕巧、防水、美觀、經濟實惠，並且能夠承受承重應用中的反覆使用。Marco Garano 使用 SLS 材料進行研發，首先使用尼龍 11 粉末進行原型製作，然後改用尼龍 12 粉末進行大量生產。
尼龍 12 粉末被用來製作足部的大部分零件，因為它輕盈、抗壓、抗衝擊，並且具有很高的環境穩定性。Marco Garano 表示：「我們選擇用尼龍 12 粉末製作部件主要是因為這種材料的列印公差更小，相互接觸的部件無需手動調整，而且最終部件的成本略低於尼龍 11 粉末。」
TPU 90A 粉末用於製造後跟衝擊墊、前掌衝擊墊以及需要一定延展性的彈簧罩。後跟衝擊墊內部採用網格結構，可在日常使用中為足部提供舒適感。這種網格結構只能透過 3D 列印生產。
鞋跟墊的網格結構能夠吸收衝擊力。除了 3D 列印之外，其他任何製造方法都無法製造出這種內部結構。
這些鞋墊不僅能吸收衝擊力，還能在行走時提供抓地力。馬可·加拉諾說：「兩層鞋墊讓我們無需像傳統碳纖維假肢那樣製作外層，從而顯著減輕了假肢的最終重量。」
傳統的碳纖維義肢需要使用外罩來提供抓地力、保護足部免受潮濕環境的影響並填充鞋內空間。NOVA Foot 的設計無需外罩即可填滿鞋內空間。此外，NOVA Foot 的製造材料無需防水，其 TPU 90A 粉末墊層可提供良好的抓地力。
成人碳纖維義肢的平均重量為 400 至 600 克，加上約 200 克的裝飾蓋，重量更重。相比之下，NOVA Foot 僅重 550 克，無需裝飾蓋，因此比碳纖維義肢更輕。
除了 SLS 3D 列印零件外，還使用 SLA 零件來固定彈簧。這些彈簧支架必須具有非常光滑的表面，因為它們會滑動，而且必須非常精確，因為它們需要與尼龍 12 粉末部件緊密配合，間隙極小。彈簧支架採用 Tough 2000 樹脂列印，這是一種類似 ABS 的材料，可以製造出堅固耐用、經久耐用的零件。
— Valentina Garano，Protosystem 銷售與市場經理
測試 NOVA 腳
初步測試在 Solidworks 軟體中使用有限元素分析 (FEA) 進行。設計測試完成後，將其列印出來進行物理測試。利用機器模擬不同動作的機械運動，對足部進行應力測試，確保其能承受重複的負重運動。透過採用與生產製造相同的方法製作原型，這些測試結果能夠準確展現 NOVA 足部模型的表現。
使用者需要每年更換 NOVA Foot 中的彈簧以保持其全部功能，但由於 Nylon 12 Powder 零件僅受壓縮，預計可使用三年以上。
經過內部測試後，Protosystem 與骨科專家和中心合作進行實際應用測試。在正式發布前，NOVA Foot 由截肢患者志願者在健身房和日常使用環境中進行了測試。Protosystem 發現，用戶對 NOVA Foot 在上下坡道行走時的流暢感感到非常滿意。患者也表示，NOVA Foot 在行走時能提供大量能量，為患者的每一步提供支撐。
NOVA Foot 已在健身房和日常生活中進行了測試，用戶稱讚其在坡道上行走流暢。
由於採用 3D 列印技術，患者在使用 NOVA 足部義肢並提供回饋的同時，可以持續進行修改和定制，而不會中斷生產。例如，一位截肢患者需要在腳跟著地階段獲得額外的支撐和更強的避震效果。Marco Garano 僅用幾個小時就完成了模型定制，修改了足部上部 and 連接件，以增強支撐並提高減震性能。修改完成後，列印義肢只需五個小時，這意味著一天之內即可完成客製化。
經過一年的研究和各種原型製作，NOVA Foot 於 2025 年 3 月初發布，迄今為止，試用過的患者都對這款義肢的獨特特性給予了高度評價。