Progettazione di un piede protesico in materiale sostenibile

Abstract

I piedi protesici presenti nel mercato possono raggiungere dei costi molto elevati a causa dei materiali compositi con cui vengono costruiti, solitamente matrice termoindurente rinforzata con fibra lunga di carbonio, e ai relativi processi di lavorazione necessari per questo tipo di componenti. Anche dal punto di vista ambientale i laminati di carbonio presentano diversi svantaggi. Il presente lavoro ha come obiettivo la progettazione di un nuovo piede protesico ottenuto con un materiale alternativo, che sia più economico e sostenibile. Il lavoro è composto da una prima fase di reverse engeneering in cui si è scelto un modello commerciale di piede da cui prendere esempio ed è stata effettuata l’identificazione del materiale e la caratterizzazione delle proprietà meccaniche. La seconda fase si è concentrata sulla progettazione della nuova protesi, dalla scelta del materiale (laminato di bamboo) all’ottimazione dei parametri della geometria al fine di raggiungere le stesse caratteristiche meccaniche e di confort del piede commerciale. Ottenuta la nuova geometria, sono state fatte le opportune verifiche e valutazioni sulla fattibilità del nuovo modello.

Commercial prosthetic feet can reach very high costs due to the composite materials with which they are built, usually a thermosetting matrix reinforced with long carbon fiber, and the related manufacturing processes. Carbon laminates also have several disadvantages from an environmental point of view. The present work aims to design a new prosthetic foot obtained with an alternative material, which is more economical and sustainable. The work consists of a first phase of reverse engineering in which a commercial foot model was chosen from which to take an example and the identification of the material and the characterization of the mechanical properties were carried out. The second phase focused on the design of the new prosthesis, from the choice of material (bamboo laminate) to the optimization of the geometry parameters in order to achieve the same mechanical and comfort characteristics as the commercial foot. Once the new geometry was obtained, the appropriate checks and assessments were made on the feasibility of the new model.