O hacker do mês de julho de 2019, Ian Davis, superou uma doença e lesão potencialmente deadly e projetou uma prótese realista para substituir parte de sua mão.
Nosso Hacker do Mês de julho de 2019 é Ian Davis, de Medford, Oregon, onde trabalha como engenheiro de design de protótipos e fabricante de aço. Desde que se tornou um dos primeiros a adotar a impressão 3D em 2012, com a compra de uma MakerBot Replicator, Ian aperfeiçoou suas habilidades de design, prototipagem e produção para ajudá-lo em seu projeto atual; criando uma prótese para os dígitos ausentes em sua mão esquerda.
Infelizmente, Ian teve que passar por um ‘saco de merda’ (palavras dele!) que o levou ao caminho do design em que está atualmente. Ele foi diagnosticado com mieloma múltiplo em outubro de 2017 – um câncer no sangue que ataca as células plasmáticas e se acumula na medula óssea, expulsando as células sanguíneas saudáveis. Em 2018, passamos por um ciclo de 21 dias de tratamentos de radiação para estabilizar as vértebras que estavam se deteriorando devido a numerosos tumores, seguido de 3 rodadas de quimioterapia pesada, bem como um transplante de células-tronco. Ele passou a maior parte do ano morando em um hospital e estava extremamente doente. Em agosto, após o período crítico de 100 dias pós-transplante sem óbito, iniciou tratamento de consolidação; quimioterapia em dose baixa com infusão de seis horas uma vez por semana.
Depois disso, Ian finalmente conseguiu sair do hospital e voltar ao trabalho. Infelizmente, ele sofreu um acidente de trabalho em novembro de 2018. “Não soltei rápido o suficiente e prendi minha mão em uma máquina da minha oficina, quebrando os ossos proximais dos dedos indicador e médio. Encontrei um especialista em mãos para reparar cirurgicamente o meu trabalho, mas o transplante de células estaminais deixou-me com um sistema imunitário muito comprometido. Infelizmente, a infecção se instalou e eu não estava respondendo aos antibióticos, a infecção óssea se transformou em infecção no sangue, depois em septicemia, depois em gangrena, seguida pela afirmação de que precisamos tirar seus dedos ou você vai morrer.” Depois de várias semanas perdendo os dedos um por um devido à infecção, a equipe médica conseguiu se antecipar à infecção e salvou o polegar e os metacarpos.
Mas Ian é duro – ele começou a projetar sua prótese em janeiro – poucas semanas depois de perder seus últimos dígitos. “Passei por muitas interpretações diferentes, variando de quatro falanges a duas falanges. Depois de muita experimentação, decidi por um dispositivo de duas falanges, que oferecia consideravelmente mais resistência do que a versão de quatro falanges e me permitiu colocar os motores na área proximal. Também permitiu que todo o dispositivo fosse do pulso para frente, sem nada montado no meu antebraço.”
Ian articula sua prótese dobrando meu pulso. “Eu uso uma alavanca simples e gangorras para distribuir e equilibrar a carga. Também uso elásticos nas costas dos dedos e uma mola de torção na distal para retorná-los à posição inicial. Também tenho uma mola de torção na alavanca que a mantém em um ponto médio que curva levemente os dedos. É exatamente onde eu tenho os pontos de extremidade definidos que torna difícil ver se ele é alimentado pelo pulso. Eu empurro para endireitar os dedos completamente e puxo para agarrar. A utilização da corrente 15 torna o dispositivo um mecanismo compatível, sendo que se encontrar resistência na posição aberta as correntes afrouxarão e permitirão que os dedos se dobrem e não quebrem. Estou trabalhando com ele há cerca de uma semana e meia, com bastante sucesso. Recebo muitos avisos e perguntas sobre isso quando estou fora de casa.”
Ian projeta todo o seu trabalho no AutoCAD e tem sido assim desde 1989. Ele também tem décadas de experiência trabalhando na fabricação e produção de modelos funcionais e de protótipos em steel e plástico. “Desde que comecei na fabricação 3D de plástico, fiz várias melhorias nas máquinas para melhorar a funcionalidade necessária específica do trabalho ou para ajudar na fabricação de outras peças. Usei impressão 3D para fazer gabaritos de fixação para meu 3 eixos Fresadora CNC. Às vezes, você só precisa de um pouco mais de suporte para segurar uma peça complexa e uma âncora impressa em 3D é uma maneira rápida e econômica de conseguir isso.”
Ian usou suas habilidades de design para inúmeras aplicações; “No meu negócio, fiz peças de reposição para automóveis que não estão mais em produção e são difíceis de encontrar, trabalhando a partir da peça remanescente para criar uma peça de reposição. Na NylonX, fiz o conjunto de engrenagens de tensão da embreagem ajustável para um Ford Bronco de meados dos anos 80; um design terrível que se desgasta e se desgasta, e então seu carro fica estacionado. Também fiz aberturas de ventilação e caixas de luz personalizadas.”
Ele também criou muitas pequenas bugigangas para a casa, variando de suportes para espelhos e argolas para cortinas de chuveiro a miniaturas e estatuetas.
No geral, Ian projetou e criou centenas de itens para uma enorme variedade de finalidades e vê a fabricação aditiva como um fator importante no desenvolvimento de sua prótese. “A manufatura aditiva me permitiu projetar e fabricar peças que de outra forma seriam
difícil de produzir usando outros processos de fabricação convencionais. Também adaptei a mesma teoria de processo usada na impressão 3D para outras máquinas CNC. Por exemplo, anexei uma pistola MIG reta personalizada ao meu plasma CNC para ‘soldar impressão 3D’, seja para automatizar um processo de soldagem de produção ou para soldar aditivamente uma saliência ou recurso para posteriormente ser fresado de acordo com os requisitos dimensionais. Também usei isso para adicionar detalhes de solda a uma grade de ferro decorative, desde detalhes em flores até folhas em flores.”
Ian atualmente trabalha com seu OG MakerBot Replicator, bem como um SeeMeCNC Rostock v2 e um Povopólio Moai 130 para trabalhos altamente detalhados. Ele também possui uma impressora 3D de grande formato que projetou especificamente para sua loja.
Muitos dos designs que Ian cria exigem ABS e Filamento NylonX com infusão de fibra de carbono. Ele usa pós-processamento para suas peças funcionais, principalmente lixamento leve e lenços de acetona para suavizar as linhas das camadas.
Que novos desenvolvimentos Ian espera ver na impressão 3D? “No futuro, eu adoraria ver a qualidade e a adesão das resinas e dos filamentos melhorarem, para que peças “reais” possam ser feitas usando esse processo, em vez de peças com resistência reduzida. O processo em que peças fabricadas aditivamente são criadas é inerentemente a causa da fraqueza; A criação camada por camada é onde geralmente ocorre falha nas peças de reprodução plástica. Você pode mitigar isso até certo ponto pela orientação da peça e como o filamento é colocado para construir a peça, mas ainda há uma fraqueza embutida na peça.”
Mas Ian vê que o acesso a software program de impressão e design 3D é muito mais aberto agora do que no passado. “Com a queda no custo das máquinas em relação a quando comecei, a acessibilidade às máquinas e ao software program é realmente o lugar onde qualquer pessoa pode projetar digitalmente. Penso que o verdadeiro problema é que a cultura e o perfect maker são, infelizmente, um sector de mercado muito pequeno em comparação com o mercado consumidor puro. Estando dentro da cultura maker você não vê isso tanto porque está rodeado de makers que pensam como você, mas quando você lida com o público em geral você percebe que a maioria das pessoas está feliz com o que é oferecido ao mercado ao invés de ter a centelha para criar algo personalizado e único.
Os planos futuros de Ian são melhorar os projetos de sua prótese, não apenas para ele, mas também para os outros. “Meu foco principal atualmente é entrar no mercado de engenharia biomédica para promover o design e desenvolvimento de próteses. O avanço no design de mãos protéticas não tem visto uma melhoria dramática nas últimas décadas. A implementação dos desenvolvimentos atuais com microprocessadores e sensores poderia realmente ajudar a restaurar a funcionalidade e o sentido de um membro perdido.”
Estamos ansiosos para ver o produto remaining dos esforços de Ian e como ele poderá modificar sua prótese para diversas outras aplicações.
Você pode acompanhar o progresso de Ian em suas novas construções e iterações de design em seu canal no YouTube aqui:
https://www.youtube.com/channel/UCv1xxFkEiAdCVy6foEEUIvw
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