AddiFlex je inovativno podjetje iz Slovenije, locirano v Ravnah na Koroškem, le streljaj od meje z Avstrijo, ki se osredotoča na razvoj in proizvodnjo z uporabo naprednih tehnologij ter rešitev za 3D tiskanje. Specializirani so za ustvarjanje izdelkov iz visokokakovostnih fleksibilnih in trdnih materialov, ki omogočajo širok spekter uporabe v industriji in drugih področjih. Podjetje se je hitro uveljavilo na trgu s svojimi edinstvenimi pristopi in prilagodljivimi rešitvami, ki ustrezajo potrebam podjetij in posameznikov v različnih sektorjih.
Zgodba podjetja AddiFlex se je začela z vizijo, da bi pripomogli k hitrejšemu in bolj fleksibilnemu razvoju izdelkov z uporabo naprednih tehnologij 3D tiska. Podjetje se je odločilo osredotočiti na fleksibilne in specifične materiale za 3D tiskanje, ki omogočajo lažje prototipiranje in izdelavo funkcionalnih delov, primerne za različne industrije, kot so avtomobilska, medicinska, potrošniška elektronika in še mnoge druge.
Fokus podjetja je na trajnosti in lokalni proizvodnji vseh komponent, ki so izdelane na širšem področju Raven na Koroškem.
Razvoj naprednega celičnega naslona v sodelovanju z IPD CAD Lab FS MB
V tesnem sodelovanju z ekipo IPD CAD Lab FS MB (Laboratorij za integriran razvoj izdelkov in CAD Fakultete za Strojništvo v MB) smo razvili napredni celični ergonomski naslon, ki je v celoti 3D tiskan (zgornji del iz fleksibilne, koži varne smole, spodnji del pa iz recikliranega filamenta).
Geometrija naslona je bila oblikovana z upoštevanjem naslednjih kriterijev:
• Optimalno prileganje roki uporabnika s kombinacijo dvojne ukrivljenosti profila.
• Variabilen radij na kontaktnem robu, ki zagotavlja mehkejšo podporo.
• Simetrična oblika blazinice po vzdolžni in prečni smeri, kar omogoča vsestransko uporabo.
Sama celična struktura zagotavlja ustrezno zračnost, udobnost, ter lahkost izdelka.
Na podlagi rezultatov testiranja prvih prototipov, ki smo jih 3D natisnili, je sledila prva topološko – geometrijska korekcija naslona za roko, s čimer smo definirali dimenzijsko – topološki okvir blazinice in posledično tudi baze, za doseganje optimalnega biomehanskega odziva.
Sledil je razvoj biomehanskega numeričnega modela za prilagoditev lastnosti ergonomskega naslona.
Razvoj biomehanskega numeričnega modela roke za izboljšanje lastnosti celičnega naslona
Osnovna geometrija roke je bila ustvarjena na podlagi CT-skena, ki je zajemal mehka tkiva ter kosti koželjnice in podlahtnice. Pri numerični simulaciji so bila vsa mehka tkiva združena v enoten del (part), kar je omogočilo poenostavitev modela in optimizacijo računalniške obdelave.
Ker dlan v simulaciji ni bila v stiku z naslonom in je bila obravnavana kot togo telo, kosti dlani niso bile vključene v geometrijski model roke. Položaj roke in kosti je bil prilagojen uporabi celičnega naslonjala pri delu z namizno računalniško miško.
Transparentni pogledi modela roke prikazujejo položaj kosti koželjnice in podlahtnice znotraj mehkega tkiva ter njihovo razmerje do naslona. Kosti so bile antropometrično prilagojene položaju, ki ustreza uporabi računalniške miške. Zagotavljanje pravilne pozicije je ključnega pomena, saj debelina sloja mehkega tkiva med kostjo in naslonom bistveno vpliva na porazdelitev in velikost kontaktnega tlaka.
Pri analizi biomehanskih sistemov, kot je simulacija interakcije med roko in naslonom, se pogosto uporabljata parametra kontaktni tlak in pomik, kar smo upoštevali pri samem razvoju izdelka. Velikost kontaktnega tlaka je povezana z udobjem, saj lahko previsoke vrednosti in koncentracije tlaka povzročijo nelagodje ali celo poškodbe mehkega tkiva.
Po drugi strani se parameter pomika uporablja za vrednotenje stabilnosti analizirane komponente. Maksimalni kontaktni tlak in njegova razporeditev sta bila analizirana na meji med blazinico in roko. Vertikalni pomik blazinice je predstavljen v prerezu.
Za namen mehanskega testiranja je bila določena geometrija na podlagi standarda ISO 3386-1:1996 v obliki odprtih oz. zaprtih cilindričnih vzorcev, kjer je bil premer 60 mm in debelina 15 mm. Skupno je bilo tekom projekta testiranih več kot 40 različnih vzorcev, ki so imeli različne debeline ligamentov, premerov celic in odprto/zaprto strukturo. Debelina vzorcev je bila predvsem generirana na podlagi predlagane debeline blazinice, saj se z večanjem debeline poveča tudi število osnovnih celic po višini in posledično spremeni mehanski odziv.
Na podlagi vseh izvedenih analiz in eksperimentalnih testiranj smo razvili končno geometrijo blazinice, ki v celoti izpolnjuje začetno zastavljene zahteve projekta. Ključni dejavnik je bila uvedba funkcionalne gradacije velikosti celic, ki je omogočila optimalno ravnovesje med mehanskim odzivom, stabilnostjo in udobjem uporabe. V sredini blazinice smo dosegli mehkejši odziv za zagotavljanje večjega udobja, medtem ko so bolj toga zunanja območja omogočila potrebno oporo.
