Аддитивное производство ускоряет разработку новой трости: Университет Дейтона, Огайо

Научно-исследовательский институт Дейтонского университета продвигает технологии аддитивного производства, чтобы помочь ВВС более экономично поддерживать свой флот, а также это было идеальное решение, которое помогло одному физиотерапевту помочь людям ходить более безопасно.

Джон Мур много смотрел телевизор, пока восстанавливался после донорства почки своей матери. Врач физиотерапии из Нью-Джерси сказал, что его завалили рекламой трости, которая якобы помогает пользователям ходить легче. Но Мура это не убедило. Поэтому он решил разработать лучшую версию.

В декабре Мур вывел на рынок StepWise™. По его словам, ее уникальный круглый наконечник, очень напоминающий строчную букву «е», заметно отличается от любой из тростей с одним, тремя или четырьмя наконечниками, представленными в настоящее время на рынке, сказал он. Он также добавил, что это безопаснее в использовании.

Используя пластик, купленный в Интернете, пропановую горелку и кусок старой подошвы кроссовок, Мур создал грубую модель наконечника трости, который он себе представлял. Потом он пришел в УДРИ.

Работая с инженером по аддитивному производству Майклом Праттом из подразделения конструкционных материалов UDRI, Мур смог передать окончательный прототип производителю за гораздо меньше времени, чем это потребовалось бы, если бы он работал с компанией, которая использует традиционные процессы прототипирования, такие как инструмент и литье под давлением, литье под давлением или механическая обработка, сказал он.

«Аддитивное производство, также известное как 3D-печать, включает в себя разработку конструкции с использованием компьютерного программного обеспечения и последующую печать детали слой за слоем с использованием подходящего носителя — в данном случае полимерной смолы», — сказал Пратт. «Это позволяет нам быстро вносить изменения в цифровой дизайн и печатать новые прототипы за меньшее время, с меньшими затратами и без отходов материала, присущих традиционному производству».

Пратт работал с коллегой Ребеккой Хоффман, инженером-механиком из отдела прикладной механики UDRI, которая использовала программное обеспечение для моделирования и моделирования для обеспечения проектирования и анализа материалов на каждой итерации. Исследователи работали вместе над серией прототипов в поисках идеального баланса дизайна и прочности материала, гибкости и легкого веса.

Мур сказал, что баланс имеет решающее значение для достижения двух его приоритетов в новой трости: безопасности и комфорта.

«Круглый кончик позволяет использовать поворотный шарнир, который соответствует тому, как работает ступня человека при ходьбе», — сказал он. «Когда вы кладете перед собой трость с плоским концом, чтобы подойти к ней, кончик не прилегает к земле ровно, поэтому очень небольшая часть поверхности кончика соприкасается с полом. Но наш круглый, полужесткий кончик обеспечивает больше контакта с поверхностью для безопасности и позволяет перекатывать походку. Это практически исключает возможность неправильного использования».

Круглый кончик также имеет зазор шириной 1 дюйм, который закрывается при приложении веса к трости. По словам Мура, это небольшое сопротивление при закрытии зазора вместе с глубоким прорезиненным протектором, предназначенным для отвода воды на мокрой поверхности, поглощает часть сжимающей силы, которая обычно передается пользователю. «Это уменьшает силу, которая обычно воздействует на суставы пользователя, что особенно важно для людей, страдающих артритом или синдромом запястного канала».

Мур сказал, что он рассматривал возможность использования 3D-производства для разработки нового наконечника, поскольку дизайн нужно было создавать с нуля; на рынке вообще не было ничего подобного.

Пратт сказал, что ему понравилось работать над проектом из-за его новизны, добавив, что потребовалось всего несколько итераций, прежде чем окончательный прототип и технические характеристики были готовы передать производителю для массового производства.

«С Майком было здорово работать», — сказал Мур. «Я бы до сих пор пытался вывести эту трость на рынок, если бы не UDRI».