В статье приводятся результаты создания и внедрения проекта, направленного на разработку технологического процесса изготовления колясок для животных с ограниченными возможностями посредством трехмерного моделирования и аддитивных технологий.
Ключевые слова: аддитивные технологии, лазерные технологии, трехмерное моделирование, инвалидные коляски, сфера ветеринарии.
В настоящее время адаптация животных с ограниченными возможностями к условиям нормальной жизнедеятельности является актуальным и социально значимым направлением. Одним из вариантов помощи животным имеющим паралич задних конечностей, является инвалидная коляска. Инвалидная коляска — средство передвижения для животных, не имеющих возможности двигаться как временно (из-за болезни), так и из-за инвалидности.
На сегодняшний день существует ряд проблем на пути реабилитации животных с ограниченными возможностям здоровья:
- Высокая цена колясок. Цена начинается от 46 тыс. рублей, данные коляски изготавливаются на индивидуальный заказ и поэтому обладают столь высокой ценой.
- Сложности в разработке. В данный момент времени коляски изготавливают на неоптимизированных индивидуальных производствах. Что очень сильно сказывается на сложности в технологии производства.
- Отсутствие спроса. Данная проблема является следствием двух других. Многие животные инвалиды живут в приютах и у них просто нет подобных средств для того, чтобы обеспечить животному светлое будущее.
Возможности аддитивных технологий позволяют сделать процесс реабилитации животных имеющих ограниченные возможности здоровья реальным. Целью нашей работы стало изготовление коляски для животных с ограниченными возможностями посредством трехмерного моделирования. Использование этих технологий сможет снизить цены на коляски в 3 раза, что очень ощутимо, этому способствует низкая цена материалов, а также простота в технологии производства.
Данная разработка требует лишь параметров самого «Пациента», его рост, длина конечностей, обхват талии и т. д. Что вкупе с оптимизацией и экономичностью в технологии производства, становиться необычайно простым. Прежде всего было необходимо выбрать пациента, которому посвящён проект. Была выбрана собака с параличом задних ног, которая жила дома в любящей ее семье, но хозяйка не могла себе позволить дать любимице того, что требовалось ей для нормальной жизни. Сперва сняли исходные данные собаки, чтобы на их основе начать планировать проект.
Рис. 1. Собака с ограниченными возможностями здоровья
Анализ конструкции. Корпус инвалидной коляски состоит из восьми частей, которые изготавливаются посредством аддитивных технологий из AВС пластика. Части корпуса вставлялись в пазы и склеиваются между собой. Для надежности скреплялись гайками и болтами резьбой М6. Они увеличивают прочность изделия. Шлейка сцеплялась по середине, с помощью гаек и болтов резьбой М6. Колеса были приобретены в магазине и установлены с помощью гаек и болтов резьбой М6. В корпусе предусмотрены отверстия, необходимые для колес.
Программное обеспечение. Для создания трехмерных моделей использовалась программа Autodesk Inventor 2020. Детали, что необходимо было напечатать на 3D принтере, проходили так же через программу Slic3r, в которой происходил слайсинг, т. е. деление модели на слои, и создание G-кода.
Изготовление деталей. Для изготовления деталей аддитивным методом в проекте была выбрана технология FDM, так как она является наиболее доступной, простой в работе и экономически выгодной. Использовались 3D принтеры Hercules. Сверление необходимых отверстий получали при помощи дрели-шуруповерта Metabo PowerMaxx BS. Необходимая постобработка деталей проводилась как механическая при помощи шлифовального станка ЗУБР ЗШС-500, так и ручная при помощи наждачной бумаги, напильников, алмазных надфилей и растворителя дихлорметан.
Исследования и его результаты. Проект является для животных, получившие травму или рожденные с неподвижностью задних конечностей, в природе, как правило, обречены на смерть. Они не могут заботиться о себе, и поэтому человек дает им второй шанс. Часто собаки и кошки, которые лишились возможности самостоятельно передвигаться получают поддержку в виде инвалидных колясок или же в виде бионического протеза.
Животное после операции самостоятельно, без применения специальных мер реабилитации, долго восстанавливается. К тому же в бытовых условиях не способно двигаться самостоятельно, поэтому домашнее животное приносит немало хлопот. В отличие от человека, питомец-инвалид не чувствует моральных страданий из-за своего необычного состояния. Поэтому, стоит дать ему шанс на продолжение жизни, и она у него будет не менее насыщенной и яркой, чем у здоровых собратьев. Ухаживать за такими животными нужно по-особенному, затрачивая немного больше времени на ежедневные восстановительные процедуры. Например самая дешевая коляска стоит 46780 тысяч рублей, и в России изготавливается только в одном городе. Данный проект реализован за границей и имеет там огромную востребованность, средняя цена составляет 1600 американских долларов, что в переводе на российские рубли составляет около 96000 тысяч.
Исходя из экономического расчета и сравнительного анализа, можно сразу сказать, что Animals (названия проекта инвалидной коляски) намного дешевле, ее себестоимость составляет всего 8990 тысяч рублей. С учетом данной работы такую коляску можно продать за 12000–15000 тысяч рублей, сумма будет зависеть от размеров коляски. Причина сравнительный дешевизны в выбранных технологиях и материалах. FDM технология является самой дешевой и простой в использовании, материалы для нее стоят так же недорого, и их легко приобрести.
Рис. 2. Инвалидная коляска Аnimals
Среди разного типа и возрастов людей был проведен опрос в Google форме на тему тему: «Изготовление коляски для животных с ограниченным возможностями, напечатанные на 3D принтере.С его помощью необходимо было установить, встречались ли вам животные с ограниченными возможностями, актуальна ли проблема животных с ограниченными возможностями, есть ли возможность помогать таким животным, можно ли использовать 3D печать для изготовления инвалидных колясок для животных. По итогам опроса большинства людей встречались животные с ограниченными возможностями, и многие были заинтересованы в данном проекте.
Все поставленные в проекте цели были достигнуты. Была полностью создана функционирующая инвалидная коляска посредством аддитивных технологий. Данный проект имеет только свое начальное положение, в скором времени будет изготовлена не только коляски, но и протезированные лапки для животных. Также в планах реализация Start-Up’а. Сейчас Start-Up находится только в стадии зарождения.
Литература:
- Михайлова А. Е. Эволюция веб-фреймворков Microsoft ASP NET vNext / А. Е. Михайлова, А. Д. Дошина, В. В. Карлова // Современные тенденции технических наук: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, октябрь 2015 г.). — Казань: БУК, 2015. — С. 16–19.
- Зиновьев Д. В. Проектирование в Autodesk Inventor / Д. В. Зиновьев. — М.: ДМК-Пресс, 2017. — 256 с.
