Design e engenharia de produto para o fabrico aditivo de ortóteses

Abstract

A presente dissertação, com o tema “Design e engenharia de produto para o fabrico aditivo de ortóteses”, propõe o desenvolvimento de uma ortótese para produção em fabrico aditivo. Visa explorar as vantagens dessa tecnologia na indústria dos produtos ortopédicos, sendo que o tipo ortótese selecionada para desenvolvimento foi o colete para tratamento de escoliose, em adolescentes. Esta seleção dá-se após investigação sobre os tipos de ortóteses existentes, as suas finalidades, e que tipos de problemas existem nesta área. A criação de um colete para o tratamento de escoliose em adolescentes surge com o objetivo de melhorar não só a qualidade de vida destes jovens, que utilizam esta ortótese diariamente, num tratamento a longo prazo, mas também para otimizar a produção deste tipo de ortótese que, em Portugal, se demonstra ser uma produção antiquada, com pouco fluxo de produção para a quantidade necessária, e que não permite inovação no tipo de peças que são produzidas. Por esses motivos, é desenvolvido um novo colete para tratamento de escoliose em fabrico aditivo, que soluciona vários pontos a nível de produção e de utilização. O desenvolvimento inicia-se com a colaboração de uma clínica de fisioterapia especializada em tratamento de escoliose com colete ortopédico, da análise de um caso real de uma utente com escoliose, e da recolha de dados de vários utilizadores de colete para escoliose. A ortótese é desenvolvida com base na informação recolhida com os profissionais de saúde e utilizadores, que ditam os requisitos gerais a que o produto deverá responder, enquanto que a sua estrutura é concebida de acordo com o caso específico da utente selecionada inicialmente. Após todo o desenvolvimento, é produzido um protótipo que será testado por essa mesma utente, de maneira a que haja um feedback por parte do utilizador. Por fim, é realizada uma comparação, com vários pontos de avaliação, entre os dois coletes e também entre os dois métodos de produção, que dita os pontos positivos e negativos que ambos.

This thesis, with the theme “Design and product engineering for the additive manufacture of orthoses”, proposes the development of an orthosis for additive manufacturing. It aims at exploring the advantages of this manufacturing method in the orthopaedic products industry. The selected orthosis type for development is a brace for treating scoliosis in teenagers. This selection follows extensive research into existing orthoses, their purposes, and the challenges within this field. The development of a brace for treating scoliosis in adolescents aims at improving the quality of life for these individuals who require long-term treatment. Furthermore, it aims to optimize the production process of this type of orthosis, which currently lacks innovation and efficient production flow in Portugal. To address these issues, a new vest was designed for the treatment of scoliosis using additive manufacturing. This innovative approach tackles various challenges associated with production and usage. The development process involves collaboration with a specialized physiotherapy clinic, analysis of a real scoliosis case, and data collection from multiple users of scoliosis braces. The orthosis is designed based on input from health professionals and users, who provide general requirements for the product. The structure is tailored to the specific needs of the initially selected user. After the completion of the entire development process, a prototype is manufactured, which will undergo testing by the same user, in order to gather feedback from the user. Finally, a comparison is carried out, considering several evaluation aspects between the two vests as well as between the two production methods. This evaluation helps identify the strengths and weaknesses of each approach.