Caminador de asistencia a la movilidad impreso en 3D
Los profesores Joshua Pearce y Jacob Reeves están colaborando con la estudiante Anita So en la creación de un andador de código abierto. Se trata de un dispositivo personalizable en el que las uniones se imprimen en 3D utilizando máquinas de escritorio, y el tubo se corta a medida. El objetivo principal del proyecto es desarrollar un andador que sea accesible, personalizable y asequible. Si lo deseas, puedes acceder al documento y descargar el diseño para explorarlo por tu cuenta.
Este proyecto me parece fascinante por varias razones:
Durante mucho tiempo, Joshua Pearce ha estado fomentando en su entorno la realización de reemplazos y mejoras de código abierto en diversos equipos médicos, de asistencia y de laboratorio. Su objetivo es crear una plataforma tecnológica asequible y de libre acceso para todos.
El diseño del hardware es de código abierto y se puede utilizar de forma gratuita.
Se fabrica utilizando una impresora 3D de escritorio, lo que permite una escalabilidad global y se puede realizar con equipos de tan solo 200 dólares.
Es un excelente ejemplo de fabricación combinatoria, donde se utiliza la impresión 3D para las uniones personalizadas, donde resulta más rentable.
Mientras tanto, los tubos estándar se pueden cortar a medida para completar el dispositivo. A menudo, en la industria de fabricación aditiva (AM), se piensa únicamente en objetos completamente impresos en 3D, pero creo que trabajar con otras tecnologías de producción es mucho más poderoso para productos de tamaño humano. AM es ideal para geometrías únicas y relativamente pequeñas.
Este trabajo se puede realizar con cualquier impresora doméstica
Pertenece a la categoría de dispositivos de asistencia, una industria que generalmente carece de innovación y está estancada. Es necesario generar cambios y nuevas ideas en este campo.
Este proyecto tiene el potencial de empoderar a los pacientes y usuarios, permitiéndoles tener el control de sus propios dispositivos. Esto podría conducir a mejoras significativas en el diseño de futuros dispositivos y establecer un nuevo y poderoso paradigma de tratamiento.
Sin embargo, es importante tener en cuenta lo siguiente:
Es necesario mencionar que se han realizado pruebas de carga en el dispositivo, pero como es bien sabido, las propiedades de las piezas pueden verse afectadas por el manejo y almacenamiento inadecuados, el uso de diferentes materiales, perfiles de impresión y configuraciones. Replicar las mismas condiciones de carga y seguridad puede ser radicalmente diferente y complicado.
Estamos ante un producto que ayuda a personas con dificultades de movilidad
Es fundamental que los dispositivos de asistencia, los dispositivos médicos y productos similares estén debidamente regulados. Aunque la regulación a veces puede ralentizar la innovación, en este caso es crucial para garantizar la seguridad. Imaginemos que una abuela sufre una lesión en la cadera debido a un defecto en este artículo, lo cual podría poner en peligro tanto su bienestar como la viabilidad ética y financiera de esta invención. En esta situación, debemos favorecer el principio de precaución.
También debemos ser conscientes de que la industria de la fabricación aditiva (AM) debe construir una reputación sólida a largo plazo. Un paso en falso podría obstaculizar significativamente el progreso futuro. La idea de moverse rápido y romper cosas es una fantasía promovida por personas desconectadas de la realidad. En la realidad, moverse rápido y dañar a las personas no es una estrategia viable.
La impresión 3D es una tecnología que convierte en tangible el mundo digital en constante evolución. Cada vez que no se utiliza adecuadamente, se socava la promesa central de la impresión 3D.
Puedes descargar el despiece completo y la fase de montaje aquí.
Más datos sobre el andador propuesto en el proyecto
Para mejorar la accesibilidad, el artículo anterior describe un andador estático de cuatro patas que se puede construir con materiales y sujetadores comúnmente disponibles en las ferreterías junto con juntas impresas en 3D de código abierto.
Los diseños se describen en detalle y se comparten bajo una licencia de código abierto. Se fabrican con una impresora 3D de escritorio de código abierto de bajo costo y herramientas manuales.
El dispositivo resultante se carga hasta la falla para determinar la carga máxima que el diseño puede soportar de manera segura en los modos de falla vertical y horizontal.
Los resultados experimentales mostraron que la capacidad de carga de falla vertical promedio fue de 3680 ± 694,3 N, equivalente a 375,3 ± 70,8 kg de peso aplicado con la ubicación fracturada en los manillares de madera. La capacidad de carga horizontal promedio fue de 315,6 ± 49,4 N, equivalente a 32,2 ± 5,1 kg.
La capacidad máxima de peso de un usuario fue de 187,1 ± 29,3 kg, lo que indica que el diseño del andador de código abierto puede soportar los requisitos de peso de todos los géneros con un intervalo de confianza del 95 % que incluye un factor de seguridad de 1,8 al considerar la capacidad de peso más baja.
El diseño tiene un costo en la parte inferior del rango de andadores comerciales y reduce la masa en comparación con un andador comercial en 0,5 kg (reducción del 19%). Se puede concluir que este diseño de andador de código abierto puede ayudar a mejorar la accesibilidad en entornos con recursos limitados.
La prevalencia de discapacidades de movilidad frente al coste económico
La demanda de dispositivos de asistencia está aumentando debido a la creciente prevalencia de discapacidades de movilidad relacionadas con la edad y lesiones. Sin embargo, la oferta limitada y los recursos financieros para los usuarios que viven en la pobreza o en países menos desarrollados representan un desafío para la accesibilidad de estos dispositivos.
Para abordar este problema, se utilizó fabricación distribuida digital y hardware de código abierto para crear un andador estático estándar rentable, accesible y más sostenible. Este andador se construyó con tacos de tilo, juntas de PETG impresas en 3D, piezas de TPU y tornillos comúnmente disponibles. Con las medidas adecuadas, el andador se puede personalizar para cualquier usuario y eliminar la necesidad de ajustar la altura.
Capacidad de carga y desplazamiento del andador 3D
Se realizaron pruebas mecánicas utilizando una máquina universal de pruebas de compresión y tracción, cilindro hidráulico y bomba manual hidráulica para encontrar la carga máxima requerida para fracturar el dispositivo en los planos vertical y horizontal.
Los hallazgos experimentales muestran que la capacidad de carga de falla vertical promedio fue de 3680 ± 694,3 N, equivalente a 375,3 ± 70,8 kg de carga aplicada por el usuario. La capacidad de carga horizontal promedio fue de 315,6 ± 49,4 N, equivalente a 32,2 ± 5,1 kg de carga aplicada por el usuario.
La capacidad máxima de peso soportado por un usuario fue de 187,1 ± 29,3 kg. El factor de seguridad esperado para este diseño de andador es 1,8 veces el peso medio de los hombres canadienses (86,4 kg).
El andador de código abierto tiene varias ventajas
Una ventaja es la reducción del 19% (o 0,5 kg) en masa en comparación con los andadores comerciales. Cualquier diferencia en peso es significativa cuando se considera un usuario con fuerza disminuida ya que los andadores estáticos requieren levantamientos repetitivos cuando el usuario está en movimiento.
Además, se espera que el costo del diseño actual esté entre CAD 87 y CAD 65 en el extremo superior, lo que está en línea con los andadores comerciales menos costosos. Es posible reducir aún más el costo del diseño del andador utilizando plástico reciclado para reemplazar tanto el filamento comercial como los componentes estructurales de madera. Esto podría reducir los costos a menos del 10% del costo actual.
Estos ahorros pueden aumentar la asequibilidad de dispositivos vitales en todo el mundo y cerrar la brecha entre las regiones con ingresos bajos y medios y aquellos que no reciben reembolso del seguro por estos dispositivos. Las implicaciones sociales son sustanciales ya que permiten a aquellos con bajos recursos económicos generar riqueza y valor para sí mismos.
