Mestrado Profissional Interdisciplinar em Inovação Tecnológica

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https://hdl.handle.net/11600/61097

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Navegando Mestrado Profissional Interdisciplinar em Inovação Tecnológica por Palavras-chave "Additive manufacturing"

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    Acesso aberto (Open Access)
    Desenvolvimento de um protocolo de impressão 3D para a prótese de membro superior Unlimbited Arm v2.2 com base em análises mecânicas
    (Universidade Federal de São Paulo, 2022-04-11) Bina, Tainara dos Santos [UNIFESP]; Kunkel, Maria Elizete [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/8083413188703004; http://lattes.cnpq.br/6923143510881975
    Introdução: A manufatura aditiva ou impressão 3D tem sido cada vez mais utilizada na produção de próteses acessíveis para pessoas com amputação de membro superior. Em São José dos Campos, o Projeto de Extensão Mao3D produz próteses que são doadas a quem precisa, feitas com o uso de impressoras 3D, que utilizam o processo de extrusão de material. Um desafio encontrado no processo de reabilitação de amputados utilizando próteses produzidas por manufatura aditiva em impressoras desktop é a baixa qualidade das peças manufaturadas. O modelo de prótese open source mais utilizado no Projeto Mao3D e por outras organizações é o Unlimbited arm v2.2. Até o momento da realização dessa pesquisa não foi encontrado na literatura, um protocolo para ser utilizado no processo de produção desse modelo de prótese. Objetivo: Definir os parâmetros de impressão 3D pelo processo de extrusão de material para manufatura das peças da prótese Unlimbited Arm v2.2 e desenvolver um protocolo de impressão 3D para auxiliar na produção deste dispositivo. Metodologia: Na primeira fase foram realizados ensaios mecânicos de impacto e tração uniaxial em corpos de prova manufaturados por impressão 3D, com filamento poli (ácido lático), para correlacionar os parâmetros de impressão 3D de camada do topo, base, perímetro e densidade de preenchimento interno e as propriedades mecânicas de peças manufaturadas. Na segunda fase foi realizada uma análise estrutural pelo Método dos Elementos Finitos (FEM) para definir quais configurações permitem que a prótese suporte mais carga. A partir desses resultados, na terceira fase 3 da pesquisa foi desenvolvido um protocolo com os parâmetros de impressão adequados para a produção das peças da prótese Unlimbited Arm v2.2. Resultados e discussão: A análise estatística dos dados obtidos mostrou que os parâmetros testados de camada tem mais influência nos resultados de resistência ao impacto e tensão máxima do que o preenchimento. Além disso, foi possível comparar quais configurações de camada e densidade de preenchimento interno fornecem uma peça com melhor resistência mecânica. A análise FEM mostrou que uma prótese manufaturada com número de camadas entre 4 e 5 e densidade de preenchimento interno de 35 a 45% pode segurar um objeto de até 1kg. Além disso, o protocolo apresentar informações relevantes sobre a impressão das peças, em qualquer software de fatiamento. Conclusão: Esta pesquisa auxiliou a definir os parâmetros de impressão 3D para a manufatura da prótese Unlimbited Arm v2.2 e disponibiliza um protocolo em português e inglês para auxiliar na produção dos voluntários que realizam a doação.