Використання технології 3D-друку для виготовлення та тестування амортизувального вкладиша для ножних протезів

Abstract

Досліджено метод тестування амортизувального вкладиша для ножних протезів, виготовленого з використанням технології адитивного FFF/FDM 3D-друку. Метод базується на ударному імпульсі та аналізі вільних затухаючих коливань, який призначений для кількісної оцінки демпфувальних властивостей вкладиша. Особливу увагу було приділено дослідженню динамічних і в’язкопружних процесів у конструкції амортизованого вкладишу та матеріалу під дією ударних навантажень. Визначено основні параметри вкладишу, які впливають на гасіння вібрації, а саме: жорсткість матеріалу, ступінь і форму внутрішньої перфорації. Запропонований метод та конструкція тестового макету дозволяє порівнювати різні конструктивні варіанти амортизувальних вкладишів та може бути використаний для оптимізації протезних систем з метою зменшення динамічних навантажень і підвищення комфорту користувачів.A method for testing shock-absorbing inserts for leg prostheses manufactured using additive FFF/FDM 3D printing technology was investigated. The method is based on impact pulse and analysis of free damped oscillations, which is designed to quantitatively assess the damping properties of the insert. Particular attention was paid to the study of dynamic and viscoelastic processes in the design of the shock-absorbing insert and material under impact loads. The main parameters of the insert that affect vibration damping were determined, namely: material stiffness, degree and shape of internal perforation. The proposed method and design of the test model allows comparing different design options for shock-absorbing inserts and can be used to optimize prosthetic systems in order to reduce dynamic loads and increase user comfort.