Komposiittimateriaalien käyttöopas Apuvälinetekniikan opiskelijoille

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena on valmistaa komposiittimateriaalien käyttöopas. Kyseinen opas on suunnattu apuvälinetekniikan opiskelijoille. Opas sisältää tietoa muun muassa yleisimmin käytettävistä materiaaleista sekä työstötekniikoista. Opinnäytetyöhön kuuluu sarja materiaalitestejä kuudella eri komposiittimateriaaliyhdistelmällä. Materiaalitestien tarkoituksena on luoda tukimateriaalia eri komposiittimateriaaliyhdistelmien mekaanisista ominaisuuksista oppaan rinnalle.

Tavoitteena on tuottaa opiskelijoille selkeä käyttöopas, jonka avulla opiskelija voivat itsenäisesti perehtyä komposiittimateriaaleihin ja niiden käyttöön. Opasta voidaan hyödyntää, kun nousee tarve perustella komposiittimateriaalien käyttöä työelämässä. Taustan ja perustelun oppaan kirjoittamiseen on luonut kehittyvä työympäristö, jossa vaaditaan yhä laajempaa osaamista eri materiaalien käsittelyyn. Opinnäytetyö on toteutettu yhteistyössä Soleus Proteorin kanssa.

Aihealueeseen liittyen löytyy hyvin teoriatietoa useasta eri lähteestä. Itse apuvälinetekniikkaan liittyen taas tutkimusta ei ole paljon saatavilla. Sisältö oppaaseen valikoitui olennaisuuden perusteella liittyen apuvälinetekniikan sovelluksiin.

Lopputuloksena syntyi komposiittimateriaalien käyttöopas, joka pitää sisällään aihealueeseen liittyvää perustietoa. Lisäksi oppaaseen kuuluu case-mallinen työ, jossa valmistettiin staattinen säärimittainen alaraajaortoosi. Ortoosia valmistettaessa kokeiltiin eri materiaaleja sekä menetelmiä kokeilumielessä ja näiden kokeilujen onnistumista käsitellään oppaassa. Oppaan lisäksi suoritettiin kolmipiste taivutustestejä, siihen soveltuvalla testilaitteella, kuudella eri komposiittimateriaali yhdistelmällä ja testien tulokset käydään läpi opinnäytetyössä.

Suoritimme oppaan tukimateriaaliksi sarjan materiaalitestejä, joita voi käyttää tarvittaessa referenssinä materiaalien mekaanisten ominaisuuksien kannalta. Käytetty kolmipiste taivutuslaite ei ollut optimaalinen käytetyn standardin mukaisille testikappaleille, mikä saattoi vaikuttaa testituloksiin. Jatkoa ajatellen olisi hyvä lisä, jos tutkittaisiin enemmän laminaattien väsymisenkestoa.

The purpose of this thesis was to manufacture a manual for using composite materials. The manual is mainly made for prosthetist and orthotist students. The manual includes basic techniques and information about most commonly used composite materials. The second purpose of our thesis is to perform series of mechanical tests for six different composite material combinations. The test results can used as support material with the manual.

Our goal is to make a comprehensive collection of information, that students can study independently and learn how to use and work with composite materials. The manual can be utilized when the usage of composite materials needs to be justified. The reason for writing this manual is the ever changing demands of the field of prosthetics and orthotics, where you need to know how to use different materials. The thesis has been made in collaboration with Soleus Proteor Oy.

There is lot of information regarding composite materials, however from the prosthetist and orthotist point of view, there was hardly any information. The manual’s content is based on assumed needs and requirements of prosthetic and orthotic applications.

The end product is a composite material manual which includes basic information regarding the materials. Also the manual includes a fabrication method of an ankle foot orthosis manufacturing process step by step. The manual includes different composite material manufacturing techniques and methods. We also performed mechanical tests for six different composite material combinations and analyzed the results.

We performed a series of material tests as supportive material that can be used with the manual. The universal test machine we used was not ideal for the material tests because the standard used small test specimens.