La fabricación aditiva acelera el desarrollo de un nuevo bastón: Universidad de Dayton, Ohio

El Instituto de Investigación de la Universidad de Dayton está avanzando en tecnologías de fabricación aditiva para ayudar a la Fuerza Aérea a mantener su flota de manera más asequible, y también fue la solución perfecta para ayudar a un fisioterapeuta a ayudar a las personas a caminar de manera más segura.

John Moore miraba mucha televisión mientras se recuperaba de la donación de un riñón a su madre. El médico fisioterapeuta con sede en Nueva Jersey dijo que lo inundaron con comerciales sobre un tipo de bastón que pretendía ayudar a los usuarios a caminar más fácilmente. Pero Moore no estaba convencido. Entonces decidió desarrollar uno mejor.

En diciembre, Moore lanzó StepWise™ al mercado. Su punta redonda única, que se parece mucho a una "e" minúscula, es claramente diferente a cualquiera de los bastones de una, tres o cuatro puntas actualmente en el mercado, dijo. También es más seguro de usar, añadió.

Utilizando plástico comprado en Internet, un soplete de propano y un trozo de suela vieja de una zapatilla para correr, Moore elaboró ​​un modelo tosco de la punta de bastón que había imaginado. Luego vino a la UDRI.

Al trabajar con el ingeniero de fabricación aditiva Michael Pratt en la división de materiales estructurales de UDRI, Moore pudo llevar un prototipo final a un fabricante en una fracción del tiempo que habría tomado si hubiera trabajado con una empresa que utiliza procesos tradicionales de creación de prototipos, como herramientas y fundición a presión, moldeo por inyección o mecanizado, dijo.

"La fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, implica diseñar un diseño usando software de computadora y luego imprimir la pieza, capa por capa, usando el medio apropiado, en este caso una resina polimérica", dijo Pratt. "Nos permite realizar rápidamente cambios de diseño digital e imprimir nuevos prototipos en menos tiempo, de forma más asequible y sin el desperdicio de material que implica la fabricación tradicional".

Pratt trabajó con su colega Rebecca Hoffman, ingeniera mecánica de la división de mecánica aplicada de UDRI, quien utilizó software de modelado y simulación para proporcionar diseño y análisis de materiales en cada iteración. Los investigadores trabajaron juntos a través de una serie de prototipos en busca del equilibrio perfecto entre diseño y resistencia del material, flexibilidad y peso ligero.

Moore dijo que el equilibrio era fundamental para cumplir sus dos prioridades en un bastón nuevo: seguridad y comodidad.

"La punta redonda permite un pivote rodante, que coincide con la forma en que funciona el pie de una persona cuando camina", dijo. "Cuando colocas un bastón de punta plana frente a ti para dar un paso hacia él, la punta no se apoya plana en el suelo, por lo que muy poca superficie de la punta hace contacto con el suelo. Pero nuestra punta redonda y semirrígida proporciona "Más contacto con la superficie para mayor seguridad y permite un paso rodante. Básicamente elimina la posibilidad de usarlo incorrectamente".

La punta redonda también presenta un espacio de 1 pulgada que se cierra cuando se aplica peso al bastón. Esa pequeña resistencia a medida que se cierra la brecha, junto con una banda de rodadura de goma profunda diseñada para disipar el agua en superficies mojadas, absorbe parte de la fuerza de compresión que normalmente se transfiere al usuario, dijo Moore. "Eso reduce la fuerza que normalmente impacta las articulaciones del usuario, lo cual es especialmente importante para las personas que tienen problemas con artritis o síndrome del túnel carpiano".

Moore dijo que estudió la posibilidad de utilizar la fabricación 3D para desarrollar una nueva punta porque el diseño tenía que crearse desde cero; No había nada parecido en el mercado.

Pratt dijo que disfrutó trabajando en el proyecto debido a su novedad, y agregó que solo fueron necesarias unas pocas iteraciones hasta que un prototipo final y las especificaciones de diseño estuvieron listas para entregarlas a un fabricante para la producción en masa.

"Fue fantástico trabajar con Mike", dijo Moore. "Todavía estaría intentando llevar esta caña al mercado si no fuera por la UDRI".