Ein Alabama-Teenager mit 3D-Druck, damit ein verwundeter Marine Snowboard fahren konnte

Im Laufe eines Jahres wurde die 17-jährige Ashley Kimbel von einem normalen Teenager an der Grissom High School in Alabama zu einem Helden für eine pensionierte Marine. Als der angehende Ingenieur den 26-jährigen Kendall Bane traf, der in Afghanistan schwer verwundet wurde, konnte er nicht übersehen, wie er aufgrund seiner Behinderung nicht Snowboard und Mountainbike fahren konnte, ohne seine Prothese zu beschädigen. Sie beherrschte schnell ein neues 3D-Modellierungsprogramm und baute ihm einen neuen Fuß, mit dem er die Aktivitäten ausüben konnte, die er liebte.

Kimbel benutzte die computerunterstützte Softwaresoftware Solid Edge von Siemens, um ihre Idee zu skizzieren, an die Bedürfnisse von Bane anzupassen, die Modelle in 3D zu drucken und sie hauptsächlich aus Kohlefaser aus ihrem Schullabor zusammenzusetzen.

„Das habe ich sehr geliebt“, erzählt sie Inverse. „Ich habe es geliebt, Solid Edge zu verwenden und daran zu arbeiten, sodass es sich nicht nach Arbeit oder Projekt anfühlte. Ich bin reingekommen und es hat mir Spaß gemacht, etwas zu finden, für das Sie leidenschaftlich sind, ist das Wichtigste."

Nach seiner Pensionierung war Bane nicht in der Lage, Snowboard und Mountainbike zu fahren, ohne sich zu ermüden oder die Prothese zu beschädigen. Er hat ungefähr ein halbes Dutzend verschiedene Arten von Prothesenfüßen für verschiedene Aktivitäten, wie einen, der wie ein Ballerinafuß zum Schwimmen und ein anderer C-förmiger zum Sprinten gezeigt werden kann. Aber er hatte Schwierigkeiten, die perfekte Balance zwischen Kraft und Gewicht für seine beiden Lieblingsaktivitäten im Freien zu finden.

"Ich habe mir einige Füße gebrochen, als ich versucht habe, Snowboard zu fahren oder mit dem Fahrrad darauf zu fahren", sagte er. „Ich sagte meinem Prothetiker, dass ich einen Fuß haben möchte, der wirklich starke Auswirkungen überleben kann, aber was er mir gab, war sehr schwer. Selbst wenn es ein paar Kilo schwerer ist als mein normaler Fuß, und das reicht, um Sie im Laufe eines Tages zu ermüden."

Frustriert diskutierte Bane das Problem mit seinem Bruder Devon, der zufällig ein Mentor für GreenpowerUSA war, ein After-School-Programm, bei dem Kimbel an Elektrotechnik teilnahm. Devon brachte die beiden in Kontakt und der Rest ist Geschichte.

Kimbel begann mit dem virtuellen Test von Banes ursprünglicher Prothese, dem Versa Foot, einem Fuß mit hohem Aufprall, der zweieinhalb Pfund wog - etwas zu schwer, um nützlich zu sein. Dieser digitale Zwilling ermöglichte es ihr, den Originalfuß zu optimieren, um zu visualisieren, welche Teile reduziert werden könnten, um das Gewicht zu reduzieren. Am Ende reduzierten Kimbels Designs das Gewicht auf mehr als zwei Pfund.

Sie musste nur eine Handvoll Modelle testen, bevor sie und Bane entschieden hatten, dass sie etwas Wertvolles hatten, das es wert war, getestet zu werden. An diesem Punkt, sagt sie, wurden die Dinge etwas unordentlich.

Sie fertigte die Form für die überarbeitete Prothese mit 3D-Druck an und begann mit dem Einfüllen von Kohlefaser, Harz und einem hochresistenten Material namens Ultem, das zur Herstellung von Flugzeug- und Raketenteilen verwendet wird. Nach zwei fehlgeschlagenen Versuchen und einem defekten Druckofen konnte Kimbel schließlich den Fuß werfen.

"Wir haben uns für ein nasses Layup entschieden. Wenn Sie trockene Kohlefaser zwischen zwei Kunststoffteile legen, gießen Sie das Harz darauf", sagte sie. "Es ist wirklich nass und klebrig und ziemlich ekelhaft, aber es hat sich gut ausgezahlt."

Nachdem der Fuß an einem Edelstahlpylon befestigt war, der es Bane ermöglichte, den Fuß leicht auszutauschen, war es Zeit zu testen. Die ersten Momente waren nervenaufreibend für Kimbel, der befürchtete, dass etwas zerbricht oder ausbrach, was dazu führte, dass Bane stolperte oder fiel. Nach einem gemütlichen Gehtest und einem intensiveren Lauftest hatte sich ihr Design als robust genug erwiesen, um Bane wieder mit dem Snowboarden und Mountainbiken beginnen zu können.

Wie jeder gute Ingenieur sagt Kimbel, dass Verbesserungsbedarf besteht. Ursprünglich wollte sie den neu gestalteten Fuß auf 1,7 Pfund wiegen, was ihrer Meinung nach immer noch möglich ist, indem er an einigen Stellen, wie zum Beispiel in der Fußspitze, verkleinert wird und den inneren Kolben gegen ein leichteres Bauteil austauscht. Momentan gibt es keine Pläne für eine zweite Version, und Bane ist mit dem Ergebnis zufrieden.

Kimbel beginnt bald ihr erstes Jahr an der University of Alabama in Birmingham, wo sie ihre Liebe zur Medizin mit ihrer neu entdeckten Leidenschaft für das Ingenieurwesen verbinden möchte. Aber statt Prothetik möchte sie die Fähigkeiten, die sie von GreenpowerUSA gelernt hat, nutzen, um sich auf etwas ganz Besonderes zu spezialisieren.

"Ich weiß nicht, wie man Prothesen herstellt, aber ich möchte definitiv Biomedizintechnik und 3D-Druck in meine zukünftige Karriere einbeziehen", sagte Kimbel. "An der Spitze der Medizin zu stehen, vielleicht 3D-gedruckte Orgeln - ich denke, das ist wirklich cool und wohin will ich gehen."