Un adolescente dell'Alabama 3D ha stampato un piede in modo che un marine ferito potesse fare snowboard

Nell'arco di un anno, la diciassettenne Ashley Kimbel è passata dall'essere un'adolescente alla Grissom High School in Alabama a un eroe per un Marine in pensione. Quando l'ingegnere in erba ha incontrato Kendall Bane, un ventiseienne ferito gravemente in Afghanistan, non ha potuto ignorare il modo in cui la sua disabilità lo ha lasciato incapace di andare in snowboard e in mountain bike senza danneggiare la sua protesi. Imparando rapidamente un nuovo programma di modellazione 3D, lei gli ha costruito un nuovo piede che gli permettesse di perseguire le attività che amava.

Kimbel ha utilizzato il software di progettazione assistita da computer Solid Edge di Siemens per disegnare la sua idea, personalizzarla in base alle esigenze di Bane, stampare in 3D i suoi modelli e assemblarla utilizzando prevalentemente fibra di carbonio dal suo laboratorio scolastico.

"Mi è piaciuto farlo", racconta Inverso. "Mi è piaciuto usare Solid Edge e iniziare a lavorare su questo, quindi non mi sembrava di lavorare o di un progetto. Sono entrato ed è stato qualcosa di divertente da fare, quindi trovare qualcosa di divertente che ti appassiona è la cosa più importante."

Dopo essersi ritirato, Bane si era trovato incapace di andare in snowboard e in mountain bike senza stancarsi o danneggiare la protesi. Ha circa una mezza dozzina di diversi tipi di piedi protesici ciascuno per attività diverse, come uno che può essere indicato come il piede di una ballerina per nuotare e un altro a forma di C per lo scatto. Ma aveva avuto difficoltà a trovare il perfetto equilibrio tra forza e peso per le sue due attività all'aperto preferite.

"Ho rotto parecchi metri cercando di snowboard o cercando di guidare le biciclette su di loro", ha detto. "Ho detto al mio protesista che mi piacerebbe un piede che potesse sopravvivere davvero ad alto impatto, ma quello che mi ha dato è stato davvero pesante. Anche se è un paio di chili più pesante del mio piede normale, e questo è abbastanza per stancarti molto nel corso della giornata."

Frustrato, Bane discusse il problema con suo fratello Devon, che era appena diventato un mentore di GreenpowerUSA, un programma di doposcuola incentrato sull'ingegneria delle auto elettriche a cui partecipò Kimbel. Devon li mise in contatto, e il resto è storia.

Kimbel iniziò praticamente testando la protesi originale di Bane, il Versa Foot, un piede ad alto impatto che pesava due chili e mezzo - un po 'troppo pesante per essere utile. Questo gemello digitale le ha permesso di modificare il piedino originale per visualizzare quali parti potevano essere tagliate o rasate per ridurre il peso. Alla fine, i disegni di Kimbel riducono il peso a poco più di due chili.

Doveva solo testare una manciata di modelli prima che lei e Bane decidessero che avevano qualcosa che valeva la pena di provare fisicamente. A quel punto, dice, le cose sono un po 'confuse.

Ha stampato in 3D lo stampo per la protesi rielaborata e ha iniziato il processo di riempimento con fibra di carbonio, resina e un materiale ad alta resistenza chiamato ultem, che viene utilizzato per creare parti di aeroplani e razzi. Ma dopo due tentativi falliti e un forno pressurizzato malfunzionante, Kimbel fu finalmente in grado di lanciare il piede.

"Abbiamo deciso di realizzare un layup bagnato, ovvero quando mettete la fibra di carbonio secca tra due pezzi di plastica su cui vi versate la resina", ha detto. "E 'davvero umido e appiccicoso e piuttosto schifoso, ma è andato tutto bene".

Dopo aver fissato il piede a un pilone di acciaio inossidabile che avrebbe permesso a Bane di sostituire facilmente il piede, era tempo di testare. I primi momenti sono stati per Kimbel, che temeva che qualcosa potesse scoppiare o rompersi, causando l'inciampo o la caduta di Bane. Ma dopo un test di camminata piacevole e una prova di corsa più intensa, il suo design si è dimostrato abbastanza robusto da permettere a Bane di ricominciare a fare snowboard e andare in mountain bike.

Come ogni buon ingegnere, Kimbel dice che c'è margine di miglioramento. Originariamente voleva che il piede ridisegnato pesasse più vicino a 1,7 libbre, che lei crede sia ancora possibile ridimensionare in alcuni punti, come la parte superiore del piede, e scambiando il pistone interno per un componente più leggero. Ma per ora, non ci sono piani per una seconda versione, e Bane è contento del risultato.

Kimbel inizia presto il suo primo anno di college all'Università di Alabama a Birmingham, dove spera di coniugare il suo amore per la medicina con la sua nuova passione per l'ingegneria. Ma invece di protesi, vuole prendere le competenze apprese da GreenpowerUSA per specializzarsi in qualcosa di ancora più all'avanguardia.

"Non so fare le protesi, ma sicuramente voglio incorporare ingegneria biomedica e stampa 3D nella mia futura carriera", ha detto Kimbel. "Essere in prima linea nella medicina, magari con organi stampati in 3D, penso che sia davvero forte e in cui sto mirando ad andare".