泡泡屁股，也被称为正浮力综合症，在康涅狄格州 Mystic 水族馆的雄性绿海龟 Charlotte 等海龟中是一种越来越常见的病症。这种综合症是由创伤引起的——通常是由于与船只相撞——并在海龟的壳中造成不规则性，从而捕获空气，挤占它们的器官，使正常游泳变得困难。

夏洛特最初于 2008 年在佐治亚州的杰基尔岛被发现，当他显然无法游泳或吃得足够活下来时，他被照顾了。佐治亚海龟中心的团队在从 Mystic 水族馆呼叫增援之前照顾了他。

Jenn Flower 博士当时是 Mystic 水族馆的临床兽医，他意识到 Charlotte 需要帮助。Mystic 的鱼友和兽医团队尝试了一切，从将重物直接粘附在 Charlotte 的壳上，到为他配备由织物制成的多带加重腰带。这些早期的尝试被证明是失败的;粘合剂会引起刺激，或者它会刮掉水箱侧面的重物。Flower 博士和兽医团队的其他成员意识到，他们需要跳出框框思考解决方案，而3D 打印是其中的重中之重。

Mystic 尝试了几种方法来压下 Charlotte 的 Bubble Butt：包括直接粘在他的壳上的重物。然而，胶粘剂引起了一些刺激，团队不得不继续尝试。

来自明尼苏达州的灵感

这种织物绑带似乎正在起效，它的可调节性很有帮助，因为它允许移动和生长。然而，绑带不够舒适，Charlotte 能够将其刮下并拆下。

特别是一个灵感来源促使 Mystic 团队考虑 3D 打印。明尼苏达州的一名高中生 Gabriela Queiroz Miranda 为患有泡泡屁股的海龟开发了一种加重带。Queiroz Miranda 使用3D 扫描仪和 3D 打印机在她的课堂Voldetort 上迭代设计和测试她的解决方案。她的项目发表在《科学新闻探索》上，这篇文章激发了 Flower 博士联系康涅狄格州的 3D 打印解决方案提供商 Adia。当 Flower 博士联系 Adia 时，增材制造总监 Nick Gondek 立即知道他们可以利用自己的 3D 打印知识来做一些好事。

3D 工作流程在需要一定程度定制的应用程序中表现出色。当复杂的几何形状、小体积和生物形状使得使用传统方法制造部件变得过于困难时，3D 打印部件是具有成本效益的简单选择。

“我们一直在努力解决的问题本质上是给 Charlotte 背上重物，这听起来很简单，但是一个具有挑战性的过程。真正让 Charlotte 坚持下去的方法是构建一个定制设备，“Gondek 说。

为了构建 3D 工作流程，Adia 请来了 Chris Wilczewski 和功能3D 团队 - 3D 扫描专家，帮助对 Charlotte 进行高分辨率 3D 扫描。这些扫描将成为设计项目其余部分的基石，使设计师和工程师能够为 Charlotte 创造舒适但舒适的东西，这些东西可以在必要时移除和更改。

功能性 3D 团队还需要平衡他们对精度和彻底性的需求，以及 Flower 博士和 Mystic 水族馆团队为确保 Charlotte 的安全而采取的兽医预防措施。“他们的贡献是这个项目的重要组成部分，推动了绑带设计的数字工作流程，”Gondek 说。

帮助 Charlotte 找到新的平衡

New Balance 是鞋类计算设计领域的厂商，创意主管 Chris Wawrousek 看到了一个机会，可以将他的设计技能重新用于一项公益事业——开发和建模生成系统，该系统不仅可以帮助 Charlotte，还可以帮助像他这样的海龟。

当需要根据扫描数据开发设计时，Adia 知道有一家公司拥有所需的知识水平。New Balance Athletics 设计和制造业内先进的运动装备，利用新的设计技术突破运动表现的界限。创意主管 Chris Wawrousek 是一位计算设计专家。计算设计是指使用预设算法和参数来获取信息并生成可以解决信息所呈现的问题的设计，然后运行仿真，对设计提供反馈并帮助改进设计的方法。“为了帮助解决夏洛特的游泳问题，数字技术帮了大忙。计算设计确实在发挥作用，你显然不想真的想手动进行一对一的设计，因为这是个耗时的过程。因此，能够创建一个允许自定义生成线束的工作流程确实很强大，“Wawrousek 说。

该团队使用 Wawrousek 的设计开发了多个迭代，从宽大的腰带状设备到小夹子，再到具有卡扣功能的厚绑带。“很多迭代都源于对海龟的舒适。因此，我们真的必须确定我们可以在外壳上的哪个位置获得足够的杠杆来固定绑带，以及如何在绑上施加重物并能够调整它们的位置，“Gondek 说。经过数月的设计工作，他们确定了一种灵活、轻便、可调节的绑带，它环绕着 Charlotte 的外壳边缘，可以根据需要拆卸和调整。尽管他们已经达成了可行的设计，但工作远未结束 - 他们需要制造线束，大限度地提高强度、准确性和可重复性。

在 Turtle Time 上测试 

使用 Oxford 的 Performance Material 的定制材料（米色组件）和 Formlabs 的 Fuse Series Nylon 12 Powder（深灰色砝码支架组件）制成的线束结果很好，最终的迭代看起来与这个很相似。

 Charlotte 又能正常游泳了！这种绑带主要使用 OPM 的材料，证明紧密贴合、耐用且轻便的绑带是可能的，并且 Charlotte 可以习惯围绕他的外壳的接触。

Adia 多年来一直与不同的 3D 打印制造商和打印材料合作，并与其中许多制造商合作，试图找到理想的解决方案。3D 打印材料制造商Oxford Performance Materials （OPM） 帮助开发了一种可以在选择性激光烧结 （SLS） 3D 打印机上打印的定制材料。SLS 部件质量高且坚固，不会给 Charlotte 的身体增加太多重量，并且在他游泳时允许轻微的灵活性。

使用 OPM 白色烧结粉末 3D 打印的最终迭代结果很好，Charlotte 能够正常游泳并开始锻炼他的后鳍，这些都是在恢复健康的道路上迈出的一步。但 OPM 工作流程是定制的 — 材料和打印流程都是定制的。Adia 需要一种与 Wawrousek 计算设计系统的可扩展性和可访问性相匹配的解决方案。“我们为这个项目研究了许多不同的 3D 打印工艺，我们选择 SLS 有几个原因。一个是组件的构建体积和大小。第二，我们可以制造没有支撑的部件。第三，我们可以找到合适的材料，这些材料具有这个项目所需的刚度，“Gondek 说。

Adia 与 Formlabs 的合作提供了选择，即 Formlabs 的Fuse 系列 SLS 生态系统提供的部件具有线束所需的工业强度，但具有易于使用的工作流程和多种材料。Formlabs 的 Nylon 11 CF Powder 提供了他们正在寻找的刚性，但没有其他 SLS 3D 打印系统的整体打印机尺寸和复杂的工作流程。“我们有许多水族馆再次伸出援手寻求帮助。因此，在进入这个项目时，我们实际上希望将线束设计成适合 Fuse 构建体积，这仅仅是为了提高可访问性。我们希望其他水族馆和其他设施能够使用 SLS 技术。我们相信 Fuse 拥有大的安装基地，并且容易获得，“Gondek 说。

下水游泳 

Charlotte 能够使用最终的绑带游泳，该绑带以 Nylon 11 CF Powder 打印在 Formlabs Fuse Series 生态系统上，并由 New Balance、Adia和 Mystic 组装。随着他变得更舒服，团队将增加绑带的重量，进一步抵消他的积极浮力。

当最终的绑带打印、组装并连接到 Charlotte 时，团队屏住了呼吸。随着年龄的增长，可以理解的是，夏洛特对人们将他从水箱中带出来并在他的壳上系上奇怪的新腰带越来越没有耐心。但当他被放回水中时，他游得很开心，看起来很舒服。

他的驯兽师兼 Mystic 水族馆管理员 Claire Bolster 表示：“这看起来是一次积极的互动。自从我们上次给他戴上绑带以来已经有一点时间了。所以到目前为止，这个新版本的绑带对他来说似乎是一个好的补充。随着我们让他更多地佩戴它并且更加稳定，我们将能够重新添加重量，看看他是如何忍受的。但就目前而言，这是一个积极的信号，表明他一开始就做得很好。