Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/39275
Type: Dissertação de Mestrado
Title: Análise de viabilidade de fabricação de um pé SACH por impressão 3D e comparação de seu custo de fabricação com o preço de compra do pé SACH convencional do Sistema Único de Saúde
Other Titles: Feasibility analysis of manufacturing a SACH foot by 3d printing and comparison of its manufacturing cost with the purchase price of the conventional SACH foot from the unique health system
Authors: Igor Batista Guimarães
First Advisor: Claysson Bruno Santos Vimieiro
First Referee: Estevam Barbosa de Las Casas
Second Referee: Daniel Neves Rocha
Third Referee: Mariana Ribeiro Volpini Lana
Abstract: O pé SACH (Solid Ankle-Cushion Heel) é um pé de tornozelo sólido e calcanhar amortecido, sem articulação mecânica na região protética pé tornozelo, com características interessantes e ainda muito utilizado, principalmente pelo SUS (Sistema Único de Saúde), por ser um pé funcional, simples e de baixo custo. Apesar de ser um pé passivo que não retorna energia para a impulsão, ele foi projetado para fornecer absorção de impacto e características de ação do tornozelo equivalentes às do tornozelo normal sem o uso de uma articulação. Além da absorção do impacto, ele também simula uma leve flexão plantar, permitindo que o usuário desse tipo de dispositivo possa caminhar de forma normal e equilibrada, apesar de as próteses passivas não reproduzirem adequadamente a marcha em relação às respostas do membro do corpo humano. Embora o pé SACH apresente um design simples, cuja fabricação não é complexa, falhas em sua construção, modelagem e instalação protética podem ocorrer, causando dano estrutural precoce e limitando a funcionalidade do indivíduo. Nesse contexto, o presente estudo tem como objetivo apresentar a viabilidade de fabricação de um pé SACH por impressão 3D com simulações de elementos finitos para analisar as tensões e deslocamentos em diferentes situações nos principais materiais utilizados (ABS, PETG e PLA) e de mais fácil acesso, assim como o tipo de tecnologia utilizada para a fabricação FDM (Fused Deposition Modeling) com resultados satisfatórios para os 3 materiais. Também foi feito um estudo comparativo de peso e custo do modelo virtual com o modelo tradicional com resultados de redução de 50% de custo para os 3 materiais e aumento do peso em 100% para 2 materiais e 50% para 1 material, mas que não inviabiliza a prática do projeto visto que as soluções propostas podem melhorar esses resultados. Diante disso, faz-se necessário um estudo que permita o desenvolvimento de um pé SACH, fabricado por impressão 3D, sob medida, com as vantagens de ser de baixo custo, personalizado considerando os aspectos biomecânicos e de permitir sua customização.
Abstract: The SACH (Solid Ankle-Cushion Heel) foot, which is a solid ankle foot and cushioned heel, without mechanical articulation in the prosthetic ankle foot region, is a foot with interesting characteristics and is still widely used, especially by Unified health system (SUS), as it is a functional, simple and inexpensive foot. Despite being a passive foot that does not return energy for propulsion, it is designed to provide impact absorption and ankle action with equivalent characteristics to a normal ankle, without the use of a joint. In addition to impact absorption, it also simulates a slight plantar flexion allowing the user of this device to walk in a normal and balanced way despite the fact that passive prostheses do not reproduce the gait adequately in relation to the responses of the human body member. Although the SACH foot presents a simple design, whose fabrication is not complex, flaws in its construction, modeling, and prosthetic installation can occur, causing early structural damage and limiting the individual's functionality. In this context, the present study aims to present the feasibility of manufacturing by 3D printing a SACH foot with finite element simulations to analyze stress and displacement in different situations in the main materials used (ABS, PETG and PLA) and with easier access, as well as the type of technology used to manufacture FDM (Fused Deposition Modeling) with satisfactory results for these 3 materials. A study was also made to compare the weight and cost of the virtual model with the traditional model of SACH foot, with results of a 50% reduction in cost for the 3 materials and an increase in weight of 100% for 2 materials and 50% for 1 material. However it does not makes the proposal of the project unfeasible since the proposed solutions can improve these results. Therefore, a study is needed to develop a custom-made SACH foot, manufactured by 3D printing, with the advantages of being low cost, customized considering biomechanical aspects, and its customization.
Subject: Engenharia mecânica
Impressão 3D
Materiais biomédicos
Sistema Único de Saúde (Brasil)
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/39275
Issue Date: 31-May-2021
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