Un team di ricercatori della Swansea University , della Cardiff Metropolitan University e del Morriston Hospital hanno proposto un metodo di stampa 3D di supporti per la testa leggeri altamente personalizzabili per utenti su sedia a rotelle. Gli ingegneri hanno confrontato il loro design con un comune supporto per la testa disponibile in commercio in una battaglia di test di resistenza meccanica e i risultati indicano l’utilità di AM per gli accessori personalizzati.
La maggior parte degli utenti di sedie a rotelle vede le proprie esigenze di seduta soddisfatte dalla maggior parte dei cuscini e poggiatesta dello schienale. Per una piccola percentuale, tuttavia, potrebbe essere necessaria un’opzione più su misura. Quelli con anatomie più uniche richiederanno contorni altamente personalizzati per offrire comfort e usabilità. Nel caso di poggiatesta, è necessario un supporto per la testa posturale che si adatta alla curva del collo per prevenire iperestensione, rigidità muscolare e affaticamento.
Con questo in mente, i ricercatori gallesi 3D hanno scannerizzato la testa di un volontario e hanno prodotto un modello STL per basare il loro lavoro. Autodesk Fusion 360 è stato utilizzato per modellare un supporto per la testa che avrebbe fornito supporto laterale sul lato sinistro evitando il contatto con l’orecchio. Nel modello sono stati praticati fori per consentire al supporto di interfacciarsi con la staffa per sedie a rotelle standard del Regno Unito. I ricercatori hanno utilizzato una stampante Markforged Mark Two 3D per fabbricare tre supporti identici per la testa in nylon e li hanno dotati di giunti a sfera.
Le parti in nylon stampato in 3D sono state testate su un supporto per la testa di Tipo G disponibile in commercio (le caratteristiche di resistenza sono già note) in due modi. La prima ha visto una forza posteriore applicata sulla superficie posteriore interna dei supporti della testa stampati in 3D e la seconda ha comportato l’applicazione di una forza laterale sulla superficie interna del braccio di supporto laterale sinistro (vicino all’orecchio). I ricercatori hanno registrato la forza e lo spostamento della piattaforma di caricamento ogni 0,5 secondi.
La forza massima raggiunta prima della frattura durante il test della forza posteriore era 3188 N, con uno spostamento massimo di 71,7 mm. Dopo aver esaminato il danno, si è concluso che il punto di rottura era nello stelo in alluminio dei giunti a sfera, non nel supporto della testa stampato in 3D. La parte in nylon AM non presentava deformazioni plastiche permanenti né crepe visibili, il che significa che la staffa standard del Regno Unito avrebbe ceduto prima del supporto della testina stampata in 3D.
Durante il test della forza laterale, i ricercatori sono riusciti a spostare il braccio sinistro del supporto stampato in 3D fino a un massimo di 143,7 mm con una forza di 93N. A quel punto, il banco di prova era al suo massimo spostamento e non poteva più influire sul supporto della testa. Il test è stato interrotto e il supporto per la testa è tornato al suo contorno originale senza alcuna deformazione plastica permanente visibile. I risultati dimostrano che attraverso l’uso della scansione 3D, della modellazione CAD intelligente e di una stampante 3D, i ricercatori sono stati in grado di produrre un accessorio per sedie a rotelle personalizzato leggero con la resistenza meccanica e la malleabilità per competere con un supporto per la testa già pronto.
Ulteriori dettagli dello studio sono disponibili nel documento intitolato ” Valutazione della produzione additiva per la produzione di supporti per testine personalizzate: un confronto con un supporto per testine commerciale in condizioni di carico statico “. È co-autore di Jonathan Howard, Dominic Eggbeer, Peter Dorrington, Feras Korkees e Lorna Tasker.
Il supporto della testa in questo studio è un ottimo esempio della forza della stampa 3D, che consente un metodo economico per soddisfare le esigenze di seduta di un individuo. All’inizio di quest’anno, Porsche , nota per le sue auto sportive ad alte prestazioni, ha avuto un’idea simile con lo sviluppo dei suoi nuovi sedili avvolgenti personalizzati stampati in 3D . I sedili avvolgenti inizialmente saranno limitati a 40 prototipi da utilizzare su circuiti europei. Altrove, Triple Eight Race Engineering utilizza la tecnologia di stampa 3D HP MJF per produrre volanti personalizzati per auto da corsa . Le ruote sono progettate secondo le mani del guidatore, con peso ridotto e bassi costi di produzione.
