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Fabrikarium 2016

Print My Leg : Solution Pump

L'objectif est de lier des coques décorées à un manchon supérieur de prothèse recouvrant une partie ou totalement la prothèse jusqu'aux pieds. Les coques seront décorées, il est donc impératif que les fixations ne soient pas visibles, ou du moins, que les fixations entraînent le moins possible de contrainte sur l'aspect des coques.

Ce document présente le prototype de fixation. Le design complet abouti est en cours et fera l'objet d'une future publication réalisé par l'équipe porteur du projet.

Principe de cette solution

Cette solution propose une interface à base de joint gonflable entre les coques et l'emboîture. Elle a pour avantage d'être robuste à l'eau, d'être pas cher, de pouvoir supporter des coques à géométrie variable (selon la morphologie de la personne, du design des coques et de la forme de l'emboîture au niveau de sa longueur et de sa forme globale), et bien sûr, de ne pas abîmer ou modifier la prothèse.

Selon la longueur de l'emboîture et des coques, il peut être envisagé de prévoir deux fixations afin de solidifier les coques. Pour les cas où il est nécessaire de prévoir deux fixations, la partie haute sera fixée à l'emboîture et la partie basse à la prothèse via sa lame ou son tube.

Les coques devront intégrer un système de fixation entre elles de type clips et dans leur face interne un profilé pour accueillir la chambre à air : une gorge de maintient.

Jonction des demi-coques

Le joint gonflable doit être situé entre la coque et la prothèse et est en contact avec la totalité du diamètre de l'emboîture. À cet endroit, les deux coques doivent donc être refermées, rigidifiées, résistantes par rapport à la pression du joint. Il faut donc veiller à ce que la coque intègre deux raidisseurs pour rigidifier (en raideur et en tenue) localement les deux demi-coques. À cet endroit-là, les deux demi-coques devront donc être solidaires ou du moins solidariser.

Le prototype a été réalisé en plastique de type ABS grâce à une imprimante 3D. Son épaisseur est de 2 mm et représente une partie de la coque de 50 mm. Le verrouillage entre les deux demi-coques se réalise grâce à un système de clips et la pression du joint gonflable de l'autre.

Les clips ont l'avantage d'être plats, peu encombrants et d'offrir une surface plane (le design des coques) ainsi que de proposer une contrainte sur une ligne et non sur un point. Cela renforce ainsi les coques.


Schéma du système de clips :

Joint gonflable

Une fois les coques mises en place autour de l'emboîture, alors il faut utiliser une simple pompe à air de vélo pour venir fixer les coques à l'emboîture.

Des profilés gonflables existent dans le commerce. Nous avons opté pour un système détourné et accessible à tous, facile à trouver et pas cher. En guise de joint gonflable, une simple chambre à air de vélo de course 700x19.

Pour que la chambre à air ne glisse pas de la coque, il va falloir créer une gorge à intégrer dans la coque afin de maintenir la chambre à air lorsque celle-ci est gonflée.


Il est possible de coller la chambre à air dans la gorge de la coque au moyen de papier collant double face par exemple.

En partie basse, dans le cas de prothèse courte, le jeu est plus grand entre le tube ou la lame et les coques. Il peut être nécessaire de créer une pièce d'adaptation pour que le jeu au niveau du joint soit adapté et plus régulier. Dans le cas de pied dynamique, la partie basse des coques bouge de plusieurs millimètres. Il faudra alors que le joint gonflable soit suffisamment flexible, mais néanmoins solide. Il est possible aussi d'adapter le jeu coque joint pour une meilleure souplesse avant/arrière ou latérale. Une solution en élastomère ou en mousse serait à envisager comme solution alternative.

Matériel nécessaire

  • - Chambre à air de vélo (chambre-air.jpg)
  • - Emboîture de prothèses
  • - Coques
  • - Pompe à vélo compatible avec la valve de la chambre à air.

Réalisation

Étapes 1 : Les coques

Réaliser deux coques avec la personnalisation et la découpe (rectiligne, en S, etc.) de votre choix intégrant un système de charnière, une gorge pour insérer la chambre à air et un système de clip.

Les coques ne doivent pas être trop fines (le prototype réalisé était trop mince, seulement 2 mm) dans la zone du joint, car des forces seront en jeu et ne devront pas déformer ou casser celles-ci. Par certains endroits, selon l'esthétique des coques, du matériau et de son optimisation, il peut être nécessaire de renforcer les coques. Il est préférable de prévoir cela au moment de la modélisation des coques et avant l'impression.

De l'autre côté de la connexion entre les deux coques il est recommandé d'utiliser une charnière ou bien un autre système de clips, selon vos coques.

La tenue des pièces imprimée n'est pas la même dans toutes les directions, donc l'impression sera faite préférentiellement dans le sens de l'axe de la coque qui est en général plus résistant.

La connexion entre les deux coques peut être sur toute la longueur ou seulement partielle selon l'esthétique et leur taille. La coque est en effet ajourable en dehors des zones de fixation.

Vous devez maintenant retirer le maillage de construction et poncé légèrement pour préparer l'insertion de la chambre à air.

Étape 2 : Préparer la chambre à air

La chambre à air doit être découpée au diamètre des coques. Pour cela, entourer la chambre à air autour des deux coques et couper. Penser à intégrer la valve dans l'espace conservée.

Assurer l'étanchéité du coussin d'air en fermant au moyen de rustine ou de serre-câbles.

Coller la chambre à air au niveau de l'emplacement prévu dans les coques.

Faites en sorte que la valve reste accessible ou trouez les coques pour laisser passer la valve. Choisissez une valve longue et lisse, pour le cas où il sera nécessaire de la couper. Il sera ainsi plus facile de la déporter en la coupant et la collant à un tube en plastique. Si vous avez besoin de bricoler cela, utilisez de la colle époxy ou de la colle silicone.

Étape 3. Mettre en place les coques autour de l'emboîture

Entourer et clipper les coques autour de l'emboîture.



Étape 4. Fixer les coques à l'emboîture

Gonfler la chambre à air tout doucement pour que la pression exercée maintienne les coques grâce à la contreforce. Le coussin d'air devra résister à 1,5 bars ou 2 bars. Cette pression est suffisante pour maintenir la coque. Le choix du diamètre est en fonction du jeu à rattraper entre la coque et l'emboîture ou la prothèse.



Les coques tiennent maintenant solidement.



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