Sites


Fabrikarium 2016

Projet 4 Shiva encore

Le projet Shiva se focalise autour de l'avant-bras et de la main. Une prothèse d’avant bras doit être légère et elle peut être plus ou moins fonctionnelle, plus ou moins esthétique. Une prothèse est généralement composée des parties suivantes :

  • un manchon en silicone venant épouser le moignon,
  • une emboiture venant faire le lien entre le manchon et la main,
  • une main.

Objectif

Le premier objectif de notre groupe de travail est de concevoir un mécanisme de fixation de la main qui soit :

  • simple,
  • léger,
  • actionnable avec une seule main valide,
  • adaptée à une grande variété d’environnements (météo pluvieuse, sable à la plage, etc),
  • peu coûteux.

L'aspect fonctionnel est d'abord mis de côté.

Brainstorming

Plusieurs solutions sont proposées et envisagées pour la fixation :

 

  • pâte à fixer (fimo)
  • velcro
  • collier de serrage
  • bracelet
  • ergots
  • baïonnette, à la façon des ampoules à culot B22
  • mandrin
  • aimants néodyme
  • serrage de tuyaux d’arrosage
  • clavette avec un ressort
  • queue d’aronde

Les différentes solutions sont évaluées selon plusieurs critères, notamment : - solidité (résistance à la torsion, à de multiples insertions/retraits) - coût - simplicité de fabrication.

L’idée retenue en définitive est une variation autour de la queue d’aronde. On retrouve la queue d'aronde en charpente ou bien en menuiserie pour rendre solidaires deux morceaux de bois.

Réalisation

L'idée est d’utiliser le principe de la queue d’aronde « circulaire » avec une vis à tête hexagonale 6 pans. Cela permet de dépasser l’objectif premier d’avoir une main fixe et d’offrir 6 positions différentes à la main. Le système est prévu pour s’adapter à plusieurs types de moignons et à des emboitures différentes.

Modélisation

À la fin du jour 1, le principe est validé et les modélisations quasi terminées. L’impression des pièces est prévue pour le début du jour 2. Avant l'impression, on revoit la modélisation pour ajouter du jeu au niveau de la queue d'aronde. Ce jeu est nécessaire du fait qu'on utilise des imprimantes 3D avec une précision limitée, et qu'il n'est pas forcément simple de poncer les pièces plastiques une fois imprimées (surtout en lorsqu'on utilise du PLA pour le matériau de la pièce).

En attendant la création des pièces, le groupe décide de travailler sur l'emboiture.

Notes concernant les matériaux pour l'impression 3D

Durant le fabrikarium, nous avions le choix entre ces deux matériaux :

  • ABS : solide, résistant, plus facile à ajuster, ponçage, acétone, etc
  • PLA : plutôt pour de l'esthétique

Switch entre impression 3D et découpage laser

Après réflexion, l'impression 3D est abandonnée au projet d'un découpage laser de contreplaqué. Les raisons de ce choix, c'est le temps nécessaire à l'impression 3D et le risque d'imprécision du résultat. Évidemment, ce choix a été dicté par les contraintes lors du fabrikarium et il serait intéressant dans une prochaine itération de réaliser les pièces en impression 3D.

Travail sur l'emboiture

Pour compléter le travail sur la main, le groupe enchaine sur l'emboiture. On moule sur la personne à l'aide de plastique thermoformable utilisé pour des orthèses.

Exemple d'emboiture Prothèse actuelle de la personne et moulage sur son bras

La personne qui nous prête son bras est amputée quelques centimètres après l'articulation du coude. Chaque personne est différente de ce point de vue, et chaque prothèse est unique. Cela correspond bien à l'esprit DIY où l'on adapte l'objet en fonction des besoins et des envies.

On chauffe la bande à l'aide d'un décapeur thermique jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment malléable (attention, c'est chaud). On procède étape par étape, en moulant d'abord au niveau du bras, et en allant de proche en proche jusqu'au bout du moignon.



Moulage étape par étape

On découpe des bandes dans le plastique thermoformable pour plus de précision.


Bande thermoformable

Si besoin, on peut rechauffer avec le décapeur thermique pour réadapter.

Ici, on utilise un matériau adapté aux prothèses, vendu aux professionnels mais qui peut être acheté par une asso, un fablab, etc. Avantage de la partie blanche : on peut dessiner dessus un tracé de découpage. Ainsi, on peut plus aisément découper la bande encore chaude pour permettre la flexion du bras. Si on ne laisse pas suffisamment de marge de mouvement, la prothèse sera désagréable à porter.



Vues de l'emboiture

Ici, nous réalisons une emboiture en deux parties, toujours dans l'idée de garder la modularité et de pouvoir remplacer aussi bien la main que l'avant-bras, que ce soit pour des raisons esthétiques ou fonctionnelles. La première partie réalisée comporte en son bout une fixation « quart de tour » sur laquelle nous fixons un tube en PVC. La fixation est réalisée en contreplaqué avec la découpeuse laser.

Important : pour déterminer l'axe de la fixation, il faut tracer une ligne entre le creux du coude et la commissure de la main, en laissant le bras ballant au repos.

 Emboiture en deux parties

PVC et design

De même, au bout de ce tube en PVC, nous allons fixer en « quart de tour » la main que l'on souhaite utiliser ou arborer. Ici, nous réutilisons une main imprimée en 3D.

Main et mesure découpe PVC

Et voilà le travail !

Travail d'équipe

Finition esthétique

Il y a une erreur de communication avec le serveur Booktype. Nous ne savons pas actuellement où est le problème.

Vous devriez rafraîchir la page.