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Digital Twin permite uma revolução nas próteses

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Easton LaChappelle retratado aqui na adolescência com um de seus primeiros braços robóticos. Hoje, com 26 anos de idade, ele é CEO e fundador da Unlimited Tomorrow, fabricante do braço protético TrueLimb.

Segurar uma xícara com confiança e facilidade: para amputados que usam próteses tradicionais, essa é uma tarefa difícil. Não é assim para pessoas que têm um braço biônico TrueLimb da Unlimited Tomorrow. Elementos do portfólio Siemens Xcelerator, como o NX e o Digital Twin ajude os engenheiros da empresa a criar próteses acessíveis e de alta qualidade que permitem aos usuários segurar copos e muito mais.

Easton LaChappelle começou sua carreira de inventor ainda adolescente, que acabou fazendo um braço robótico com itens espalhados pela casa. A orientação para seu trabalho surgiu quando ele conheceu uma garota em uma feira de ciências que tinha uma prótese de braço convencional — que pode facilmente custar cerca de 80 mil dólares, pesar cerca de 4 libras e levar até um ano para ser fabricada. Agora com 26 anos, LaChappelle é CEO e fundador da Unlimited Tomorrow. Com sede em Rhinebeck, Nova York, a missão da startup é fazer próteses acessíveis, leves e de alta qualidade para crianças e adultos. O Unlimited Tomorrow realiza o trabalho com o software do portfólio Siemens Xcelerator, como a solução de software CAD/CAM/CAE NX.

Personalização com software poderoso

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modelo de negócios da Unlimited Tomorrow se concentra no atendimento remoto, o que significa que uma prótese pode ser solicitada no conforto da própria casa. O processo começa com uma digitalização 3D: a Unlimited Tomorrow envia a seus clientes um aplicativo de digitalização que pode ser instalado em um dispositivo móvel. Um familiar ou amigo então escaneia o membro residual da pessoa. Durante o processo de pedido, a pessoa também seleciona a cor da prótese para que ela se misture bem; 450 tons de pele estão disponíveis.

As imagens da digitalização são então enviadas para a empresa e os engenheiros as colocam no NX Product Template Studio. A parte mais difícil do processo de criação de próteses pode, assim, começar: projetar e fabricar um encaixe personalizado. “O encaixe é a parte que se encaixa no membro da pessoa”, esclarece LaChappelle. “O NX Product Template Studio é perfeito para ajustar todas as pequenas variáveis para garantir um ajuste adequado.” Aqui, é muito importante garantir o conforto geral e decidir onde colocar sensores proprietários que permitam ao usuário fazer movimentos com as mãos, como os necessários para segurar um copo. Esse recurso diferencia as próteses Unlimited Tomorrow's dos aparelhos tradicionais em forma de garras.

Melhores resultados de impressão 3D

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Uma captura de tela do NX Product Template Studio: O software facilita o design de soquetes confortáveis de usar e garantem um alto nível de controle.

As próteses virtuais são então colocadas em forma física em uma impressora 3D colorida HP Jet Fusion 580. O NX Additive Manufacturing é essencial aqui porque está firmemente conectado às impressoras da HP. “O NX oferece uma saída muito mais suave do HP 580”, diz Matt Landolfa, engenheiro-chefe de design mecânico da Unlimited Tomorrow. “Com nosso software antigo, você podia ver as facetas na impressão 3D; não com o NX. Sua geometria precisa oferece um acabamento muito mais realista.” O software contribui diretamente para a superfície natural e esteticamente agradável da TrueLimb. LaChappelle e sua equipe estão compreensivelmente orgulhosos das próteses que fabricam. Até agora, o foco estava nas extremidades superiores, e suas inovações revolucionaram o mercado de próteses de braços — principalmente com um preço de $8.000, um peso de pouco mais de meio quilo e um prazo de entrega de apenas algumas semanas. Isso está muito longe dos dispositivos convencionais pesados e extremamente caros, com um longo tempo de fabricação.

Próxima etapa: expandir a produção

As pessoas da Unlimited Tomorrow não estão descansando sobre os louros. Eles têm planos de aumentar drasticamente e ampliar sua oferta para incluir próteses para extremidades inferiores. Ao fazer isso, eles poderão alcançar ainda mais dos estimados mais de 50 milhões de amputados em todo o mundo, dos quais apenas 5% têm acesso a dispositivos. Outro objetivo é oferecer sistemas exoesqueléticos. Para o crescimento planejado, a Unlimited Tomorrow está explorando outros elementos no portfólio NX.

Uma delas é o Teamcenter para gerenciar processos de design e produção. Para escalar as aplicações aditivas, os especialistas da Siemens no Additive Manufacturing Experience Center (AMEC) em Erlangen aplicam a cadeia de processos holística de ponta a ponta da Siemens para várias modalidades de manufatura aditiva industrial (AM). Eles também usam, entre outras máquinas, uma máquina Multi Jet Fusion da HP, usando o Tecnomatix Plant Simulationpara simular cenários de fabricação e escalar fábricas de AM automatizadas preparadas para o futuro.

Atualmente, a Unlimited Tomorrow também está investigando as possibilidades de aninhamento automático disponíveis com o NX Build Preparation para preencher com eficiência a bandeja de construção no HP 580. Finalmente, a empresa está conversando com a Siemens sobre o uso da simulação de plantas Tecnomatix para realizar análises hipotéticas para planejar o crescimento e expandir suas operações.

Com essas e outras soluções de software da Siemens, a Unlimited Tomorrow está em uma posição fundamental para trazer mais próteses ao mundo. O mais incrível é que tudo isso começou porque um adolescente demonstrou talento para mexer. Isso pode ser uma lição para os pais: se seus filhos demonstram um talento especial para a tecnologia, deixe-os explorar!

Outubro de 2021

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Unlimited Tomorrow