Подросток из Алабамы с 3D-отпечатком ноги, чтобы раненый морской пехотинец мог кататься на сноуборде

В течение года 17-летняя Эшли Кимбел прошла путь от обычного подростка в средней школе Гриссома в Алабаме до героя морской пехоты в отставке. Когда начинающий инженер встретился с Кендаллом Бэйном, 26-летним, который был тяжело ранен в Афганистане, она не могла игнорировать то, как из-за его инвалидности он не мог кататься на сноуборде и горном велосипеде, не повредив протез. Быстро освоив новую программу 3D-моделирования, она построила ему новую ногу, которая позволяла ему заниматься любимым делом.

Кимбел использовала программное обеспечение Siemens Edge для автоматизированного проектирования, чтобы набросать свою идею, настроить ее в соответствии с потребностями Бэйна, напечатать 3D-модели и собрать ее, используя в основном углеродное волокно из своей школьной лаборатории.

«Мне нравилось это делать», - говорит она. обратный, «Мне нравилось использовать Solid Edge и работать над этим, так что это не было похоже на работу или проект. Я пришел, и это было что-то забавное, поэтому найти что-то интересное, чем вы увлечены, - это самое главное ».

Уйдя на пенсию, Бэйн оказался не в состоянии кататься на сноуборде и горном велосипеде, не утомившись и не повредив протез. У него примерно полдюжины различных типов протезных лапок для различных видов деятельности, например, одна может быть заострена, как балерина для плавания, а другая С-образная для спринта. Но у него были проблемы с поиском идеального баланса между силой и весом для двух его любимых занятий на свежем воздухе.

«Я сломал несколько футов, пытаясь кататься на сноуборде или ездить на них на велосипедах», - сказал он. «Я сказал своему протезисту, что мне нужна нога, которая могла бы пережить очень сильный удар, но то, что он дал мне, было действительно тяжелым. Даже если это на пару фунтов тяжелее, чем моя обычная нога, и этого достаточно, чтобы сильно утомить вас в течение дня ».

Разочарованный, Бэйн обсудил проблему со своим братом Девоном, который, как оказалось, стал наставником GreenpowerUSA, программы после школы, посвященной разработке электромобилей, в которой участвовал Кимбел. Девон познакомил обоих, а остальное уже история.

Кимбел начал с виртуального тестирования оригинального протеза Бэйна, лапки Versa, ударопрочной ступни, которая весила два с половиной фунта - слишком тяжелая, чтобы быть полезной. Этот цифровой близнец позволил ей настроить оригинальную ногу, чтобы визуализировать, какие части можно вырезать или сбрить, чтобы уменьшить вес. В конце концов, дизайн Кимбеля сократил вес до двух с лишним фунтов.

Ей нужно было протестировать лишь несколько моделей, прежде чем они с Бэйном решили, что у них есть что-то стоящее для физического тестирования. В этот момент, говорит она, все стало немного грязно.

Она напечатала 3D-форму для переработанного протеза и начала заполнять его углеродным волокном, смолой и высокопрочным материалом ultem, который используется для создания деталей самолетов и ракет. Но после двух неудачных попыток и неисправной печи под давлением Кимбел наконец смог бросить ногу.

«Мы решили просто сделать мокрую укладку, когда вы кладете сухое углеродное волокно между двумя кусочками пластика, и вы наливаете на него смолу», - сказала она. «Это действительно влажно, липко и довольно грубо, но получилось хорошо».

Прикрепив ногу к пилону из нержавеющей стали, который позволил бы Бэйну легко поменять ногу, пришло время проверить. Первые несколько мгновений были нервными для Кимбела, который боялся, что что-то может сломаться или вырваться на свободу, чтобы Бэйн споткнулся или упал. Но после неторопливого теста на ходьбу и более интенсивного бега, ее дизайн оказался достаточно прочным, чтобы позволить Бэйну снова начать кататься на сноуборде и кататься на горных велосипедах.

Как и любой хороший инженер, Кимбел говорит, что есть возможности для совершенствования. Изначально она хотела, чтобы измененная ступня весила ближе к 1,7 фунта, что, по ее мнению, все еще возможно, путем подбора размеров в нескольких местах, например, верхней части ступни, и замены внутреннего поршня на более легкий компонент. Но пока что нет планов для второй версии, и Бэйн доволен результатом.

Кимбел начинает свой первый год в колледже в Алабамском университете в Бирмингеме, где она надеется объединить свою любовь к медицине с ее новой страстью к технике. Но вместо протезирования она хочет использовать навыки, которые она получила от GreenpowerUSA, чтобы специализироваться на чем-то еще более передовом.

«Я не знаю, как делать протезы, но я определенно хочу включить биомедицинскую инженерию и 3D-печать в мою будущую карьеру», - сказал Кимбел. «Находясь на переднем крае медицины, может быть, органы с 3D-печатью - я думаю, что это действительно круто, и к чему я стремлюсь».