En Alabama Teen 3D-trykt en fod, så at en såret marine kunne snowboard

I løbet af et år gik den 17-årige Ashley Kimbel fra at være en regelmæssig teen på Grissom High School i Alabama til en helt for en pensioneret Marine. Da den spirende ingeniør mødte Kendall Bane, en 26-årig, der blev kritisk såret i Afghanistan, kunne hun ikke se bort fra, hvordan hans handicap forlod ham ude af stand til at snowboard og mountainbike uden at beskadige hans proteser. Hurtigt mastering af et nyt 3D modelleringsprogram, hun byggede ham en ny fod, der lader ham forfølge de aktiviteter, han elskede.

Kimbel brugte Siemens 'Solid Edge computerstøttet designsoftware til at skitsere sin ide, tilpasse det til Bane's behov, 3D udskrive sine modeller og samle det ved at bruge det meste kulfiber fra hendes skolelab.

"Jeg elskede at gøre dette," fortæller hun Inverse. "Jeg elskede at bruge Solid Edge og komme på arbejde på dette, så det følte mig ikke som arbejde eller et projekt. Jeg kom ind, og det var noget sjovt at gøre, så det var det vigtigste at finde noget sjovt, som du har lidenskab for."

Efter at have trukket sig tilbage, havde Bane fundet sig ude af stand til at snowboard og mountainbike uden at trække sig ud eller beskadige protesen. Han har omkring et halvt dusin forskellige typer proteser, hver for forskellige aktiviteter, som en, der kan peges som en ballerinafod til svømning og en anden C-formet til sprintning. Men han havde haft problemer med at finde den perfekte balance mellem styrke og vægt for hans to yndlingsaktiviteter.

"Jeg har brudt flere fødder med at prøve at snowboard eller forsøge at ride cykler på dem," sagde han. "Jeg fortalte min protesist, at jeg gerne vil have en fod, der kunne overleve virkelig stor indvirkning, men hvad han gav mig, var virkelig tung. Selvom det er et par pund tyngre end min normale fod, og det er nok til at trætte dig meget ud i løbet af en dag."

Frustreret, Bane diskuterede problemet med sin bror Devon, som netop tilfældigvis var mentor for GreenpowerUSA, et efterskoleprogram med fokus på elbilteknik, som Kimbel deltog i. Devon satte de to i kontakt, og resten er historie.

Kimbel startede ved næsten at prøve Bane's originale protes, Versa Foot, en stærk fod, der vejede to og en halv pund - lidt for tung til at være nyttig. Denne digitale tvilling tillod hende at tilpasse den oprindelige fod for at visualisere, hvilke dele der kunne nedskæres eller barberes væk for at reducere vægten. I sidste ende reducerer Kimbel's design vægten til bare mere end to pund.

Hun behøvede kun at teste en håndfuld modeller, før hun og Bane besluttede, at de havde noget værd at afprøve fysisk. På det tidspunkt siger hun, ting blev lidt rodet.

Hun 3D-trykte formen til den omarbejdede protes og begyndte processen med at fylde den med kulfiber, harpiks og et højmodstandsmateriale kaldet ultem, som bruges til at skabe fly og raketdele. Men efter to mislykkede forsøg og en dårligt fungerende ovn var Kimbel endelig i stand til at kaste foden.

"Vi besluttede at bare lave en våd opstilling, hvilket er, når du lægger tørt kulfiber mellem to stykker plastik, du hælder harpiksen på det," sagde hun. "Det er rigtigt vådt og klæbrigt og ret groft, men det viste sig godt."

Efter at have føjet foden til en rustfrit stålpylon, der ville give Bane mulighed for nemt at bytte foden ud, var det tid til at teste. De første øjeblikke var nervepirrende for Kimbel, som var bange for, at noget kunne snappe eller knække løs og forårsage, at Bane skulle rejse eller falde. Men efter en afslappet gåtest og en mere intens løbestest havde hendes design vist sig robust nok til at lade Bane begynde at snowboard og mountainbike igen.

Som enhver god ingeniør siger Kimbel, at der er plads til forbedring. Hun ønskede oprindeligt den redesignede fod til at være tættere på 1,7 pund, hvilket hun mener stadig muligt ved at dimensionere ned på et par steder, som toppen af ​​foden og bytte det indre stempel til en lettere komponent. Men for nu er der ingen planer for en anden version, og Bane er tilfreds med resultatet.

Kimbel begynder sit første år på college snart ved University of Alabama i Birmingham, hvor hun håber at kombinere sin kærlighed til medicin med sin nyskabte passion for engineering. Men i stedet for proteser ønsker hun at tage de færdigheder, hun lærte fra GreenpowerUSA, for at specialisere sig i noget endnu mere avanceret.

"Jeg ved ikke noget om at gøre proteser, men jeg vil helt sikkert indarbejde biomedicinsk teknik og 3D-udskrivning i min fremtidige karriere," sagde Kimbel. "At være i spidsen for medicin, måske 3D-trykte organer - jeg synes, det er virkelig sejt og hvor jeg forsøger at gå."