Alabama Teen 3D-Printed Foot to the Raned Marine Could Snowboard

W ciągu roku 17-letnia Ashley Kimbel przeszła z bycia zwykłą nastolatką w Grissom High School w Alabamie do bohatera emerytowanego Marine. Kiedy początkujący inżynier spotkał Kendalla Bane'a, 26-latka, który został poważnie ranny w Afganistanie, nie mogła zignorować sposobu, w jaki jego niepełnosprawność uniemożliwiła mu snowboard i rower górski bez uszkodzenia protezy. Szybko opanowując nowy program do modelowania 3D, zbudowała mu nową stopę, która pozwoliła mu wykonywać czynności, które kochał.

Kimbel wykorzystała oprogramowanie do projektowania wspomaganego komputerowo firmy Solid Edge firmy Siemens, aby naszkicować swój pomysł, dostosować go do potrzeb Bane'a, wydrukować swoje modele 3D i złożyć je przy użyciu głównie włókna węglowego ze swojego szkolnego laboratorium.

„Uwielbiałem to robić” - mówi Odwrotność. „Uwielbiałem używać Solid Edge i pracować nad tym, więc nie miałem ochoty na pracę ani projekt. Przyszedłem i było to zabawne, więc znalezienie czegoś, co Cię pasjonuje, jest najważniejsze ”.

Po przejściu na emeryturę Bane nie był w stanie jeździć na snowboardzie i jeździć na rowerze górskim bez zmęczenia się i uszkodzenia protezy. Ma około pół tuzina różnych typów protetycznych stóp, z których każda może być używana do różnych czynności, na przykład jedna z nich może być spiczasta jak stopa baletnicy do pływania, a druga ma kształt litery C do sprintu. Ale miał problemy ze znalezieniem idealnej równowagi między siłą a wagą dla dwóch ulubionych zajęć na świeżym powietrzu.

„Złamałem kilka stóp, próbując jeździć na snowboardzie lub próbując jeździć na rowerach” - powiedział. „Powiedziałem mojemu protetykowi, że chciałbym stopę, która mogłaby przetrwać naprawdę duży wpływ, ale to, co mi dał, było naprawdę ciężkie. Nawet jeśli jest to kilka kilogramów cięższych od mojej zwykłej stopy, a to wystarczy, by bardzo się męczyć w ciągu jednego dnia. ”

Sfrustrowany Bane omówił problem ze swoim bratem Devonem, który akurat był mentorem GreenpowerUSA, programu pozalekcyjnego skoncentrowanego na inżynierii samochodów elektrycznych, w którym uczestniczył Kimbel. Devon skontaktował się z nimi, a reszta to historia.

Kimbel rozpoczął od wirtualnego testowania oryginalnej protezy Bane'a, stopy Versa, stopy o dużej sile uderzenia, która ważyła dwa i pół funta - trochę zbyt ciężkiej, by była przydatna. To cyfrowe urządzenie bliźniacze pozwoliło jej na dostosowanie oryginalnej stopy do wizualizacji, które części można wyciąć lub ogolić, aby zmniejszyć wagę. W końcu projekty Kimbela zmniejszyły wagę do zaledwie dwóch funtów.

Musiała przetestować tylko kilka modeli, zanim ona i Bane zdecydowali, że mają coś wartego fizycznego przetestowania. W tym momencie, mówi, sprawy stały się trochę chaotyczne.

Wydrukowała 3D formę dla przerobionej protezy i rozpoczęła proces wypełniania jej włóknem węglowym, żywicą i materiałem o wysokiej wytrzymałości zwanym ultem, który służy do tworzenia części samolotowych i rakietowych. Ale po dwóch nieudanych próbach i niesprawnym piecu ciśnieniowym Kimbel w końcu był w stanie rzucić stopę.

„Zdecydowaliśmy się położyć na mokro, co oznacza, że ​​po włożeniu suchego włókna węglowego między dwa kawałki plastiku zalewamy żywicą”, powiedziała. „To jest naprawdę mokre i lepkie i dość obrzydliwe, ale okazało się dobrze”.

Po przymocowaniu stopy do pylonu ze stali nierdzewnej, który pozwoliłby Bane'owi łatwo wymienić stopę, nadszedł czas na test. Pierwsze kilka chwil było dla Kimbela nerwowe, który obawiał się, że coś może pęknąć lub wyrwać się, powodując, że Bane potknie się lub upadnie. Ale po spokojnym teście spacerowym i bardziej intensywnym teście biegowym, jej projekt okazał się wystarczająco mocny, by pozwolić Bane'owi ponownie rozpocząć jazdę na snowboardzie i kolarstwo górskie.

Jak każdy dobry inżynier, Kimbel mówi, że jest miejsce na ulepszenia. Początkowo chciała, aby przeprojektowana stopa przybrała na wadze bliżej 1,7 funta, co, jak wierzy, jest możliwe dzięki zmniejszeniu rozmiarów w kilku miejscach, takich jak szczyt stopy, i zamiana wewnętrznego tłoka na lżejszy. Ale na razie nie ma planów na drugą wersję, a Bane jest zadowolony z wyniku.

Kimbel rozpoczyna swój pierwszy rok studiów na University of Alabama w Birmingham, gdzie ma nadzieję połączyć swoją miłość do medycyny z nową pasją inżynierii. Ale zamiast protetyki, chce wykorzystać umiejętności, których nauczyła się od GreenpowerUSA, aby specjalizować się w czymś jeszcze bardziej zaawansowanym.

„Nie wiem, jak tworzyć protezy, ale zdecydowanie chcę włączyć inżynierię biomedyczną i druk 3D w moją przyszłą karierę” - powiedział Kimbel. „Będąc na czele medycyny, może narządów drukowanych w 3D - myślę, że to naprawdę fajne i gdzie zamierzam iść”.