A fabricação aditiva acelera o desenvolvimento de uma nova bengala: Universidade de Dayton, Ohio

O Instituto de Pesquisa da Universidade de Dayton está avançando em tecnologias de fabricação aditiva para ajudar a Força Aérea a sustentar sua frota de maneira mais econômica, e também foi a solução perfeita para ajudar um fisioterapeuta a ajudar as pessoas a andar com mais segurança.

John Moore assistiu muita televisão enquanto se recuperava da doação de um rim para sua mãe. O médico de fisioterapia de Nova Jersey disse que foi inundado com comerciais sobre um tipo de bengala que pretendia ajudar os usuários a andar com mais facilidade. Mas Moore não estava convencido. Então ele decidiu desenvolver um melhor.

Em dezembro, Moore lançou o StepWise™ no mercado. Sua ponta redonda exclusiva, muito parecida com um “e” minúsculo, é distintamente diferente de qualquer uma das bengalas de ponta simples, tripla ou quádrupla atualmente no mercado, disse ele. Também é mais seguro de usar, acrescentou.

Usando plástico comprado na internet, uma tocha de propano e um pedaço de sola velha de tênis de corrida, Moore criou um modelo rudimentar da ponta da bengala que ele imaginou. Então ele veio para a UDRI.

Trabalhando com o engenheiro de manufatura aditiva Michael Pratt na divisão de materiais estruturais da UDRI, Moore conseguiu levar um protótipo final a um fabricante em uma fração do tempo que levaria se tivesse trabalhado com uma empresa que usa processos tradicionais de prototipagem, como ferramentas e fundição sob pressão, moldagem por injeção ou usinagem, disse ele.

“A fabricação aditiva, também conhecida como impressão 3D, envolve a engenharia de um projeto usando um software de computador e depois a impressão da peça, camada por camada, usando o meio apropriado – neste caso, uma resina polimérica”, disse Pratt. “Isso nos permite fazer alterações de design digital rapidamente e imprimir novos protótipos em menos tempo, de forma mais econômica e sem o desperdício de material envolvido na fabricação tradicional”.

Pratt trabalhou com a colega Rebecca Hoffman, engenheira mecânica da divisão de mecânica aplicada da UDRI, que usou software de modelagem e simulação para fornecer análise de projeto e materiais em cada iteração. Os pesquisadores trabalharam juntos em uma série de protótipos em busca do equilíbrio perfeito entre design e resistência do material, flexibilidade e leveza.

Moore disse que o equilíbrio era fundamental para atender às suas duas prioridades em uma nova bengala: segurança e conforto.

“A ponta redonda permite um pivô giratório, que combina com a forma como o pé de uma pessoa funciona quando ela anda”, disse ele. "Quando você coloca uma bengala de ponta chata na sua frente para dar um passo em direção a ela, a ponta não fica plana no chão, então muito pouco da superfície da ponta entra em contato com o chão. Mas nossa ponta redonda e semirrígida fornece mais contato com a superfície para segurança e permite uma marcha rolante. Basicamente elimina a possibilidade de usá-lo incorretamente. "

A ponta redonda também apresenta uma lacuna de 1 polegada que fecha quando o peso é aplicado à cana. Essa resistência à medida que a lacuna se fecha, junto com uma banda de rodagem profunda emborrachada projetada para dissipar a água em superfícies molhadas, absorve parte da força de compressão que normalmente é transferida ao usuário, disse Moore. “Isso reduz a força que normalmente afeta as articulações do usuário, o que é especialmente importante para pessoas que têm problemas de artrite ou síndrome do túnel do carpo”.

Moore disse que considerou usar a fabricação 3D para desenvolver uma nova ponta porque o design teve que ser criado do zero; não havia nada parecido no mercado.

Pratt disse que gostou de trabalhar no projeto por causa de sua novidade, acrescentando que foram necessárias apenas algumas iterações até que um protótipo final e as especificações de design estivessem prontos para serem entregues a um fabricante para produção em massa.

“Foi ótimo trabalhar com Mike”, disse Moore. “Eu ainda estaria tentando colocar essa cana no mercado se não fosse pela UDRI”.