Seorang Alabama Teen 3D-Mencetak Kaki Sehingga Bahaya Marin Bolehkah Snowboard

Dalam tempoh setahun, Ashley Kimbel, 17 tahun, menjadi remaja biasa di Grissom High School di Alabama untuk menjadi seorang pahlawan untuk Marine yang telah bersara. Ketika jurutera baru bertemu dengan Kendall Bane, seorang lelaki berusia 26 tahun yang cedera parah di Afghanistan, dia tidak boleh mengabaikan cara kecacatannya sehingga dia tidak dapat menunggang papan salji dan gunung tanpa merosakkan prostetiknya. Dengan cepat menguasai program pemodelan 3D baru, dia membina kaki baru yang membolehkannya mengejar aktiviti yang dia cintai.

Kimbel menggunakan perisian rekabentuk bantuan komputer Siemens 'Solid Edge untuk melukis ideanya, menyesuaikannya dengan keperluan Bane, mencetak model 3D, dan memasangnya menggunakan kebanyakan serat karbon dari makmal sekolahnya.

"Saya suka melakukan ini," katanya Songsang. "Saya suka menggunakan Edge Pepejal dan mula bekerja untuk ini supaya tidak berasa seperti kerja atau projek. Saya masuk dan ia adalah sesuatu yang menyeronokkan untuk dilakukan, jadi mencari sesuatu yang menyeronokkan yang anda sukai adalah yang paling penting."

Selepas bersara, Bane mendapati dirinya tidak dapat menunggang papan luncur salji dan gunung tanpa mengetepikan dirinya sendiri atau merosakkan prostesis. Beliau mempunyai kira-kira setengah dozen jenis kaki prostetik yang berbeza untuk setiap aktiviti yang berbeza, seperti yang boleh ditunjuk seperti kaki ballerina untuk berenang dan satu lagi C berbentuk untuk berlari. Tetapi dia akan menghadapi masalah mencari keseimbangan sempurna antara kekuatan dan berat untuk dua aktiviti luar kegemarannya.

"Saya telah melanggar beberapa kaki untuk mencuba snowboard atau cuba menaiki basikal di atasnya," katanya. "Saya memberitahu pelukis saya bahawa saya ingin kaki yang dapat bertahan dengan kesan yang sangat tinggi, tetapi apa yang diberikannya sangat berat. Walaupun ia adalah beberapa kilogram lebih berat daripada kaki biasa saya, dan itu sudah cukup untuk menanggung anda sepanjang hari."

Frustrasi, Bane membincangkan masalah dengan saudaranya Devon, yang baru saja menjadi mentor untuk GreenpowerUSA, sebuah program selepas sekolah yang berpusat pada kejuruteraan kereta elektrik yang Kimbel berpartisipasi. Devon meletakkan kedua-dua yang berhubungan, dan yang lain adalah sejarah.

Kimbel bermula dengan hampir menguji prostat asli Bane, Versa Foot, kaki berimpak tinggi yang beratnya dua dan setengah pon - sedikit terlalu berat untuk digunakan. Kembar digital ini membolehkannya untuk mengukur kaki asal untuk memvisualisasikan apa bahagian yang boleh ditebang atau dicukur untuk mengurangkan berat badan. Akhirnya, reka bentuk Kimbel mengurangkan berat badan ke lebih daripada dua paun.

Dia hanya perlu menguji segelintir model sebelum dia dan Bane memutuskan mereka mempunyai sesuatu yang bernilai ujian secara fizikal. Pada ketika itu, dia berkata, perkara-perkara menjadi sedikit kemas.

Dia 3D mencetak acuan untuk prostetik semula dan memulakan proses mengisinya dengan serat karbon, resin, dan bahan rintangan tinggi yang dipanggil ultem, yang digunakan untuk membuat bahagian-bahagian kapal terbang dan roket. Tetapi selepas dua percubaan yang gagal dan ketuhar bertekanan yang tidak berfungsi, Kimbel akhirnya dapat membuang kaki.

"Kami memutuskan untuk melakukan layup basah, iaitu apabila anda meletakkan serat karbon kering di antara dua keping plastik yang anda tuangkan resin di atasnya," katanya. "Ia benar-benar basah dan melekit dan cukup kotor, tetapi ia ternyata baik."

Selepas melekapkan kaki ke pylon keluli tahan karat yang membolehkan Bane mudah menukar kaki keluar, sudah tiba masanya untuk menguji. Beberapa saat pertama adalah saraf-wracking untuk Kimbel, yang takut sesuatu mungkin snap atau pecah yang menyebabkan Bane untuk perjalanan atau jatuh. Tetapi selepas ujian berjalan-jalan dan ujian larian yang lebih sengit, rancangannya telah dibuktikan cukup kuat untuk membiarkan Bane memulakan snowboarding dan bersepeda gunung sekali lagi.

Seperti mana-mana jurutera yang baik, Kimbel berkata ada ruang untuk penambahbaikan. Dia pada asalnya mahukan kaki yang direka bentuk semula dengan berat lebih dekat dengan 1.7 paun, yang dia percaya masih mungkin dengan ukuran di beberapa tempat, seperti bahagian atas kaki, dan menukar omboh dalaman untuk komponen yang lebih ringan. Tetapi buat masa ini, tidak ada rancangan untuk versi kedua, dan Bane gembira dengan hasilnya.

Kimbel memulakan tahun pertama kolejnya tidak lama lagi di University of Alabama di Birmingham, di mana beliau berharap dapat menggabungkan cintanya kepada ubat dengan semangat baru yang baru untuk kejuruteraannya. Tetapi bukannya prostetik, dia mahu mengambil kemahiran yang dia pelajari daripada GreenpowerUSA untuk menjadi pakar dalam sesuatu yang lebih canggih.

"Saya tidak tahu tentang membuat prostetik tetapi saya pasti mahu menggabungkan kejuruteraan bioperubatan dan pencetakan 3D dalam kerjaya masa depan saya," kata Kimbel. "Berada di barisan hadapan ubat-ubatan, mungkin organ-organ 3D yang dicetak - saya fikir itu benar-benar sejuk dan di mana saya berhasrat untuk pergi."