Un adolescente de Alabama imprimió un pie en 3D para que un marino herido pudiera hacer snowboard

En el transcurso de un año, Ashley Kimbel, de 17 años, pasó de ser una adolescente normal en Grissom High School en Alabama a convertirse en un héroe para un Marine retirado. Cuando el ingeniero en ciernes se encontró con Kendall Bane, una joven de 26 años que resultó gravemente herida en Afganistán, no pudo ignorar la forma en que su discapacidad lo dejó incapaz de hacer snowboard y bicicleta de montaña sin dañar su prótesis. Dominando rápidamente un nuevo programa de modelado en 3D, ella le construyó un nuevo pie que le permitió dedicarse a las actividades que amaba.

Kimbel usó el software de diseño asistido por computadora Solid Edge de Siemens para dibujar su idea, personalizarla según las necesidades de Bane, imprimir sus modelos en 3D y ensamblarla utilizando principalmente fibra de carbono de su laboratorio escolar.

"Me encantó hacer esto", dice ella. Inverso. "Me encantó usar Solid Edge y empezar a trabajar en esto para que no se sintiera como un trabajo o un proyecto. Entré y fue algo divertido de hacer, así que encontrar algo divertido que te apasione es lo más importante ".

Después de retirarse, Bane se encontró incapaz de hacer snowboard y bicicleta de montaña sin cansarse o dañar la prótesis. Tiene aproximadamente media docena de diferentes tipos de pies protésicos para diferentes actividades, como uno que puede apuntarse como el pie de una bailarina para nadar y otro en forma de C para correr. Pero había tenido problemas para encontrar el equilibrio perfecto entre fuerza y ​​peso para sus dos actividades favoritas al aire libre.

"Me he roto varios pies tratando de hacer snowboard o andar en bicicleta", dijo. "Le dije a mi protésico que me gustaría un pie que pudiera sobrevivir un gran impacto, pero lo que me dio fue muy pesado". "Incluso si es un par de libras más pesado que mi pie normal, y eso es suficiente para cansarte mucho a lo largo del día".

Frustrado, Bane discutió el problema con su hermano Devon, quien resultó ser un mentor para GreenpowerUSA, un programa extraescolar centrado en la ingeniería de autos eléctricos en el que Kimbel participó. Devon puso a los dos en contacto, y el resto es historia.

Kimbel comenzó probando virtualmente la prótesis original de Bane, el pie Versa, un pie de alto impacto que pesaba dos libras y media, un poco demasiado pesado para ser útil. Esta gemela digital le permitió ajustar el pie original para visualizar qué partes podrían cortarse o afeitarse para reducir el peso. Al final, los diseños de Kimbel reducen el peso a poco más de dos libras.

Ella solo tenía que probar un puñado de modelos antes de que ella y Bane decidieran que tenían algo que valía la pena probar físicamente. En ese punto, dice ella, las cosas se pusieron un poco desordenadas.

Imprimió en 3D el molde para la prótesis reelaborada y comenzó el proceso de rellenarlo con fibra de carbono, resina y un material de alta resistencia llamado ultem, que se utiliza para crear piezas de aviones y cohetes. Pero después de dos intentos fallidos y un horno a presión mal funcionamiento, Kimbel finalmente pudo lanzar el pie.

"Decidimos simplemente hacer una bandeja húmeda, que es cuando colocas fibra de carbono seca entre dos piezas de plástico y le pones la resina", dijo. "Es realmente húmedo y pegajoso y bastante asqueroso, pero resultó bien".

Después de colocar el pie en un pilón de acero inoxidable que le permitiría a Bane cambiar fácilmente el pie, llegó el momento de realizar la prueba. Los primeros momentos fueron angustiosos para Kimbel, que temía que algo pudiera romperse o desprenderse y hacer que Bane se tropezara o cayera. Pero después de una prueba de caminata pausada y una prueba de carrera más intensa, su diseño había demostrado ser lo suficientemente resistente como para permitir que Bane comience a practicar snowboard y ciclismo de montaña nuevamente.

Como cualquier buen ingeniero, Kimbel dice que hay espacio para mejorar. Originalmente quería que el pie rediseñado pesara más cerca de 1.7 libras, lo que ella cree que aún es posible al dimensionarlo en algunos lugares, como la parte superior del pie, y cambiar el pistón interno por un componente más ligero. Pero por ahora, no hay planes para una segunda versión, y Bane está feliz con el resultado.

Kimbel comienza su primer año de universidad en la Universidad de Alabama en Birmingham, donde espera combinar su amor por la medicina con su nueva pasión por la ingeniería. Pero en lugar de prótesis, quiere aprovechar las habilidades que aprendió de GreenpowerUSA para especializarse en algo aún más innovador.

"No sé cómo hacer prótesis, pero definitivamente quiero incorporar la ingeniería biomédica y la impresión 3D en mi futura carrera", dijo Kimbel. "Estar a la vanguardia de la medicina, tal vez los órganos impresos en 3D, creo que eso es realmente genial y a donde me dirijo".