Construção de órteses em fibra de carbono de baixo custo
Em este artigo o foco de trazer um
produto órtese produzida com material fibra
de carbono para paciente especifico, trazendo
métodos de escaneamento e construção
que sejam muito abaixo do preço praticado
por industrias que fabricam itens com o
mesmo material. Neste artigo a definição dos
parâmetros de construção de um dispositivo de
Tecnologia Assistiva (órtese) em compósito de
Fibra de Carbono, demonstra um material de
reforço fibroso e matriz polimérica epoxilica.
Tendo como foco o baixo custo em seu
processo de construção, buscando um produto
de qualidade, resistência mecânica, inovador e
resistente as ações intempéries. Para alcançar
este objetivo, num primeiro momento foi
realizado o escaneamento tridimensional do
usuário, a modelagem matemática (solidworks
ou CAD), a simulação mecânica (abaqus) e
finalmente a materialização do dispositivo.
Como resultado obteve-se uma órtese em Fibra
de Carbono, retratando fielmente a morfologia
do usuário. A simulação mecânica permitiu
determinar a quantidade mínima de material
para construção da órtese, com o resultado dos
ensaios mecânicos se extrai o modulo de Young
a qual se utiliza para determinar o número de
camadas do produto tentando as forças de
tração, torção e cisalhamento no abaqus que
determina a carga máxima possivelmente
suportada pelo design do sistema como um
todo, garantindo a sua resistência e qualidade,
no menor custo possível, atendendo de forma
satisfatória um dos resultados esperados.
Quanto a materialização final do dispositivo,
o mesmo foi testado junto ao usuário, para
os ajustes e refinamentos. Conclui-se que é
possível desenvolver uma órtese em Fibra
de Carbono, com baixo custo comparado as
comerciais de mesmo material empregado,
demonstrando uma razão de aproximadamente
¼ de seu custo comercial, seguindo as
orientações definidas neste artigo. Apresentase
como uma oportunidade de atender usuários
com dispositivos de Tecnologia Assistiva de
baixo custo, porem de elevada qualidade e
durabilidade. Dentro do método de construção
levamos como premissa a materialização da
órtese seguindo processos ergonômicos de
postura em ambiente de trabalho, reduzindo
o desgaste físico do protético ao criar a órtese
sem prejudicar sua saúde.
Construção de órteses em fibra de carbono de baixo custo
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DOI: 10.22533/at.ed.4371906114
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Palavras-chave: Fibra de carbono; órtese; escaneamento 3D.
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Keywords: Carbon fiber; bracing; 3D scanning
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Abstract:
In this article the focus is on bringing an orthotic product produced with
carbon fiber material to specific patient, bringing scanning and construction methods
that are far below the price practiced by industries that manufacture items with the
same material. In this paper the definition of the parameters of construction of an
Assistive Technology device (bracing) in Carbon Fiber composite, demonstrates a
fibrous reinforcement material and epoxy polymer matrix. Focusing on the low cost in
its construction process, seeking a quality product, mechanical resistance, innovative
and weather resistant weathering actions. In order to reach this goal, the user’s threedimensional
scanning, mathematical modeling (solidworks or CAD), mechanical
simulation (abaqus) and finally the materialization of the device was carried out. As
a result, a bracing was obtained in Carbon Fiber, faithfully depicting the morphology
of the user. The mechanical simulation allowed to determine the minimum amount of
material for construction of the orthesis, with the result of the mechanical tests, the
Young’s modulus is extracted, which is used to determine the number of layers of the
product, trying the tensile, torsion and shear forces in the abaqus which determines the
maximum load possibly supported by the design of the system as a whole, guaranteeing
its strength and quality, at the lowest possible cost, satisfying one of the expected
results. As for the final materialization of the device, it has been tested with the user
for adjustments and refinements. It is concluded that it is possible to develop a bracing
in Carbon Fiber, with a low cost compared to commercial ones of the same material
employed, demonstrating a ratio of approximately ¼ of its commercial cost, following
the guidelines defined in this article. It presents itself as an opportunity to attend users
with Assistive Technology devices of low cost, but of high quality and durability. Within
the method of construction, we take as a premise the materialization of the orthosis
following ergonomic processes of posture in work environment, reducing the physical
wear of the prosthetic when creating the orthosis without harming his health.
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Número de páginas: 9
- Eugenio Andrés Díaz Merino
- César Giracca
