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Digital Twin permite uma revolução nas próteses

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

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

Easton LaChappelle começou a sua carreira de inventor como um adolescente mexedor, que acabou por fazer um braço robótico a partir de itens espalhados pela casa. A direção para o seu trabalho veio quando conheceu uma rapariga numa feira de ciências que tinha um braço protético convencional — que pode facilmente custar cerca de 80 000 dólares, pesar cerca de 4 libras e levar até um ano a fabricar. Agora com 26 anos, LaChappelle é o CEO e Fundador da Unlimited Tomorrow. Com sede em Rhinebeck, Nova Iorque, a missão da startup é fazer próteses acessíveis, leves e de alta qualidade para crianças e adultos. Unlimited Tomorrow faz o trabalho com software no Siemens Xcelerator portfólio, como a solução de software CAD/CAM/CAE NX.

Personalização com software poderoso

O modelo de negócio do Unlimited Tomorrow centra-se nos cuidados remotos, o que significa que uma prótese pode ser encomendada no conforto da própria casa. O processo começa com uma digitalização 3D: O Unlimited Tomorrow envia aos seus clientes uma aplicação de digitalização que pode ser instalada num dispositivo móvel. Um membro da família ou amigo então examina o membro residual da pessoa. Durante o processo de encomenda, a pessoa também seleciona a cor da prótese para que ela se mistura bem; 450 tons de pele estão disponíveis.

As imagens da digitalização são depois enviadas para a empresa e os engenheiros a alimentam Estúdio de modelo de produto NX. A parte mais difícil do processo de criação de próteses pode assim começar: conceber e fabricar um soquete personalizado. “A tomada 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.” Muito importante aqui é garantir o conforto geral e decidir onde colocar sensores proprietários que permitem ao utilizador fazer movimentos de mão — como os necessários para segurar um copo. Esta funcionalidade diferencia as próteses do Unlimited Tomorrow dos aparelhos tradicionais em forma de garras.

Melhores resultados de impressão 3D

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Uma captura de ecrã do NX Product Template Studio: O software facilita o design de tomadas confortáveis de usar e garantem um elevado nível de controlo.

As próteses virtuais são então trazidas para a forma física numa impressora 3D a cores HP Jet Fusion 580. NX Manufatura Aditiva é essencial aqui porque está fortemente ligado às impressoras da HP. “O NX oferece uma saída muito mais suave do HP 580”, diz Matt Landolfa, Engenheiro Líder de Design Mecânico da Unlimited Tomorrow. “Com o nosso software antigo podia ver as facetas da impressão 3D; não com o NX. A sua geometria precisa proporciona um acabamento muito mais realista.” O software contribui diretamente para a superfície com sensação natural e esteticamente agradável do TrueLimb. LaChappelle e a sua equipa estão compreensivelmente orgulhosos das próteses que fabricam. Até agora, o foco tem sido nas extremidades superiores e as suas inovações perturbaram o mercado de braços protéticos — principalmente com um preço de $8.000, um peso de pouco mais de meio quilo e um prazo de entrega de meras semanas. Isso está muito longe dos dispositivos convencionais pesados e extremamente caros com um longo tempo de fabrico.

Próximo passo: Expandir a produção

As pessoas da Unlimited Tomorrow não estão a descansar sobre os seus louros. Eles têm planos de aumentar drasticamente e estender a sua oferta para incluir próteses para as extremidades inferiores. Ao fazê-lo, poderão atingir 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 planeado pela frente, a Unlimited Tomorrow está a explorar outros elementos do portefólio NX.

Um é Teamcenter gerir processos de conceção e produção. Para escalar aplicações aditivas, os especialistas da Siemens no Centro de Experiência de Manufatura Aditiva (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 Plant Simulation Tecnomatix simular cenários de fabrico e dimensionar fábricas AM automatizadas preparadas para o futuro.

O Unlimited Tomorrow também está atualmente a investigar as possibilidades de aninhamento automático disponíveis com Preparação do NX Build para preencher eficientemente a bandeja de construção no HP 580. Finalmente, a empresa está a falar com a Siemens sobre a utilização da simulação de instalações Tecnomatix para realizar análises hipetivas para planear o crescimento e expandir as suas operações.

Com estas e outras soluções de software da Siemens, a Unlimited Tomorrow está numa posição chave para trazer mais próteses para o mundo. O mais incrível é que tudo isto começou porque um adolescente mostrou talento para mexer. Isso pode ser uma lição para os pais: se os seus filhos mostrarem talento para a tecnologia, deixe-os explorar!

Outubro 2021

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Ilimitado Amanhã

Ilimitado Amanhãa missão é capacitar amputados com um modelo escalável intuitivo para criar dispositivos personalizados do início ao fim. A empresa projeta e produz membros artificiais chamados TrueLimb®. Easton LaChappelle é o CEO e fundador da startup com sede em Rhinebeck, Nova Iorque.