AFO:n kipsitön mitanotto ja mallinmuokkaus 3D-tekniikalla

Abstract

Vallalla oleva perinteinen yksilöllisten AFO:jen valmistusmenetelmä perustuu vahvasti työtunteja sitovaan käsityönä tehtävään valmistukseen. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli kehittää mitanotto- ja mallinmuokkaustekniikkaa niin, että resursseja kuluu vähemmän ja työ olisi siistimpää. Tutkimus- ja kehitystavoitteena oli luoda kipsitön mitanotto- ja mallinmuokkausmenetelmä, joka vähentää AFO:jen valmistukseen kuluvaa aikaa ja materiaaleja. Opinnäytetyöllä ei ollut yhteistyökumppania koska kehitetyt menetelmät haluttiin pitää täysin avoimina, niin että apuvälinetekniikan opiskelijat ja ammattilaiset voivat kehittää niitä edelleen. Tämän mahdollistaa opinnäytetyön liitteenä olevat Meshmixer ja Fusion 360 mallinmuokkausohjeet.

Perustietoa ortooseista ja AFO:jen valmistamisesta kerättiin kahdella ammattilaishaastattelulla. Muovikipsinauhan soveltuvuutta AFO:jen mitanottoon ja 3D-skannaukeen testattiin. Opinnäytetyössä kehitettiin myös footboard-mitanottoa muovikipsinauhalla. Lisäksi kartoitettiin sopivia 3D-tulostimia ja tulostusmateriaaleja. Mallinmuokkausta kehitettiin Meshmixer ja Fusion 360 ohjelmistoilla.

Kehitetyn ja perinteisen mallinmuokkausmenetelmän vertailu osoitti, että uusilla menetelmillä voidaan AFO:n valmistukseen kuluvaa aikaa vähentää merkittävästi. AFO:n mallinmuokkaus on mahdollista tehdä olemassa olevilla ilmaisilla ohjelmistoilla skannatusta mallista. Kolmiulotteisen digitaalisen mallin muokkaus on mahdollista oppia osana apuvälinetekniikan muuta osaamista, ilman pitkää koulutusta. Potentiaali halvemmalle ja nopeammalle valmistukselle on olemassa. Skannerin ja tulostimen hankinta on taloudellisesti mahdollista pienillekin yrityksille ja sopivia 3D-ohjelmistoja löytyy edullisesti tai jopa ilmaiseksi.

Tulostaminen jäi tässä työssä tekemättä, joten tarpeellisena jatkokehityksenä olisi varsinaisen AFO:n tulostaminen ja testaaminen käytössä. Muovin kierrätys nousi esiin haastatteluissa. Muovi on yleinen materiaali apuvälinetekniikassa, mutta sitä ei kierrätetä vielä laajemmassa mittakaavassa. Olisi tärkeää kehittää olemassa olevia menetelmiä vähemmän luonnonvaroja kuormittavaksi. Suomenkielisen apuvälinetekniikan perusteosten puute näkyy myös suomalaisen apuvälineiden valmistamisen kuvauksen puuttumisena. Saimme haastatteluistamme tarvittavaa hiljaista tietoa ortoosien valmistuksesta ja mitanotosta, mutta olisi silti tarpeen tehdä laajempaa haastattelututkimusta aiheesta.

The current method of making AFOs is time consuming and relies heavily on handcrafting. The purpose of this bachelor’s Thesis is to develop casting and rectification methods that take less recourses and are cleaner. The research and development objectives are to create a plaster free casting and rectification method that helps to reduce time and material consumption in making an AFO. We wanted to keep the developed processes as transparent as possible to ensure that they can be developed further by prosthetics and orthotics students and professionals. To help accomplish this we have made instructions for rectifying and modelling an AFO with Fusion 360 and Meshmixer. They are included in the appendix.

Basic information about manufacturing AFOs was gathered by interviewing two CPOs that specialize in orthotics. The suitability of plaster free casting tapes for AFO casting and scanning was tested. Footboard casting method was also developed with plaster free casting tapes. Suitable 3D printers and printing materials were also surveyed. Rectification and modelling with Meshmixer and Fusion 360 was developed.

Comparing the current method to the developed method revealed that it is possible to reduce time needed to manufacture AFOs considerably. It is possible to digitally rectify and model AFOs from scans with currently available free software. It is possible to learn 3D modelling as a part of prosthetic and orthotic work without specific training in modelling. There is potential for cheaper and faster manufacture. 3D printers and scanners are financially available for small companies and there are suitable cheap and free 3D software available for modelling.

The actual printing could not be done within this Thesis, so it would be necessary to print and test an AFO in the future. Recycling plastics came up in the interviews. Plastic is a common material used in orthotics and prosthetics, but it is not recycled as of now. It would be important to develop existing methods of manufacturing to reduce the load on nature. The lack of books in Finnish about orthotics and prosthetics is shown as a lack of documented information in the basic methods used to manufacture orthotics in Finland. It would be necessary to further interview professionals in Finland about the methods used in orthotics and prosthetics.