Aplikace pružných struktur zhotovených metodou 3D tisku na podložku pro imobilní pacienty

David Rybanský

Doctoral thesis

Application of 3D Printed Flexible Structures to Seat Cushion for Immobile Patients

Abstract:

Disertační práce se zabývá metodikou návrhu antidekubitního sedacího systému pro imobilní pacienty s využitím aditivní technologie. Tyto systémy se v praxi využívají u imobilních pacientů pro snížení rizika vzniku zdravotního problému ve formě dekubitů. Aktuálně dostupné systémy nemusí dostatečné reflektovat potřeby daného uživatele, z tohoto důvodu je navržena metodika využívající technologii určení tlakového rozložení mezi sedacím systémem a uživatelem k návrhu sedacího systému. V první fázi je navrženo konstrukční řešení sedacího systému tvořeného jednolitou 3D tištěnou strukturou. Struktura a materiál sedacího systému jsou voleny s ohledem na efektivní modifikaci mechanických vlastností a zajištění prodyšnosti sedacího systému. Ve druhé fázi jsou experimentálními metodami určeny mechanické vlastnosti struktury sedacího systému a materiálu. Ve třetí fázi jsou vytvořeny numerické modely, které jsou validovány experimentálními daty. Poslední fáze popisuje navrženou metodiku optimalizace parametrů sedacího systému na základě měření tlakového profilu uživatele tak, aby navržené řešení zajistilo lepší rozložení tlaku mezi sedákem a uživatelem.

Abstract:

The dissertation thesis deals with the methodology of designing a new antidecubitus seating system for immobile patients using additive technology. Immobile patients use these systems to reduce the risk of developing a health problem - pressure ulcers. Currently, available systems may not adequately reflect the needs of the user. For this reason, a methodology is proposed using the technology of determining interface pressure between the seating system and the user to design the seating system. In the first phase, a new seating system design consisting of a single 3D printed structure is proposed. The geometry of the structure and material of the seating system are chosen concerning the effective modification of the mechanical properties and ensuring the breathability of the seating system. In the second phase, the mechanical properties of the flexible structure of the seating system and the material are determined by experimental methods. In the third phase, numerical models are proposed and validated by experimental data. The last phase describes the proposed methodology for optimizing the parameters of the seating system based on the measurement of the user's pressure profile so that the proposed solution ensures a better distribution of the interface pressure between the seat and the user.

Keywords

Imobilita, 3D tisk, Pružné struktury, Antidekubitní, Numerické modelování

Keywords

Immobility, 3D printing, Flexible structures, Antidecubitus, Numerical modeling

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 6. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 27. 8. 2024
• Supervisor: Pavel Maršálek
• Reader: Roland Jančo, David Cirkl, Marek Pagáč

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta strojní

Doctoral programme / field:
Strojní inženýrství / Aplikovaná mechanika