Application of 3D Printing Technology using Polylactic Acid Filament for Innovative Below-Knee Prosthetic Leg

Main Article Content

Napatsakon Sarapat
Pimsiri Intakamwong
Kotchakon Boonpunya

Abstract

          In this research, an innovative design and fabrication of below-knee prosthetics using 3D printing technology was presented. This research studies Polylactic acid (PLA) fibers as a material for printing below-knee prosthetics. In addition, mechanical properties were analyzed using the finite element method of below-knee prosthetics. In computer modeling of the below-knee prosthetics, the Young's modulus was measured to be 0.2767 × 1010 N/m2 and the deformation rate of the below-the-knee prostheses was measured to be 6.47 × 10-5 mm. /N. The results of the study of the below-knee prosthetics model testing were based on the modulus value and it was seen that it was strong enough for applying pressure to the below knee prosthetics. For computer modeling, when subjected to a force of 100 – 1,200 N the results of the analysis using the finite element method did not find any damage to the model, and the results of the study of the deformation of the below-knee prosthetics structure were in low rate when subjected to force. For the process of using 3D printing technology to print a 5-piece prosthetic leg, the total printing time is 36 - 48 hours, depending on the printing resolution and 3D printing technology model. This research has seen the importance of using 3D printing technology in the process of printing below-knee prosthetics because it will reduce the process of making below-knee prosthetics by not having to cast a mold from a disabled person, which There are many steps in the process of making a prosthetic leg. This research also reduces the cost of producing below-the-knee prostheses by using polylactic acid fibers for printing with a material cost of only 125 - 200 baht/piece, accounting for the total average weight of the below-knee prostheses. It will be 0.25- kg. It is a cheap material cost and is lightweight and suitable for use by disabled people. This research is therefore important for developing the potential of people with disabilities by using 3D printing technology to use it in designs suitable for the use of people with disabilities.

Article Details

How to Cite
Sarapat, N., Intakamwong , P. ., & Boonpunya, K. . (2024). Application of 3D Printing Technology using Polylactic Acid Filament for Innovative Below-Knee Prosthetic Leg. Journal of Roi Kaensarn Academi, 9(6), 277–290. retrieved from https://so02.tci-thaijo.org/index.php/JRKSA/article/view/268823
Section
Research Article

References

นุชสรา รักชาต. (2562). การเข้าถึงการให้บริการสาธารณะของผู้พิการในองค์การบริหารส่วนตำบลชายนา อำเภอเสนา จังหวัดพระนครศรีอยธุยา. มหาวิทยาลยัราชภัฏพระนครศรีอยุธยา.

วนาลี มากคช. (2565). การเข้าถึงสวัสดิการของคนพิการในเขตเทศบาลนครระยอง. คณะรัฐศาสตร์และนิติศาสตร์ มหาวิทยาลัยบูรพา.

นฤมล กมลสวัสดิ์. (2557). คุณภาพชีวิตของผู้ที่ได้รับขาเทียมระดับเหนือเข่าและใต้เข่า หน่วยกายอุปกรณ์ โรงพยาบาลระยอง. The Journal of Prapokklao Hospital Clinical Medical Education Center. 31 (1), 18-29.

พิชิต แร่ถ่าย, เอกสิทธิ์ ภู่ศิริภิญโญ และ ภัทรา วัฒนพันธุ์. (2556). เปรียบเทียบการเดินบนพื้นราบระหว่างคนปกติและผู้พิการที่ใส่ขาเทียมชนิดข้อเข่า KKU 2. J Thai Rehabil Med. 23(1), 24-28.

ไพลิน กระจ่างพิภพ. (2557). การวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตของกระบวนการผลิตชิ้นส่วนขาเทียมใต้เข่า. คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์.

นฏา จันทไทย, อรรถพล โชติรัตนพิทักษ์ และ ธนิน สุวรรณชาติ. (2557). นวัตกรรมขาเทียมระดับใต้เข่าโรงพยาบาลกาฬสินธุ์. วิชาการสาธารณะสุข. 23 (5), 860.

ณัฐ ดวงรัตนประทีป และ คณะฯ. (2561). ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระเบียบการไฟไนต์เอลิเมนต์และการประยุกต์ใช้ในทางทันตกรรมรากเทียม. วารสารชม. ทันตกรรม. 39 (3), 29-30.

Shakespeare W., & Hamlet, P., (2020). Enhancing the Quality of Life for Persons with Disabilities through Technological Innovations. Journal of Disability Studies. 25 (2), 45-68.

Hugo I. Medellin-Castillo and Jorge Zaragoza-Siqueiros, (2019). Design and Manufacturing Strategies for Fused Deposition Modelling in Additive Manufacturing : A Review. Chinese Journal of Mechanical Engineering. Vol. 32, No 53.

Merel van der Stelt, Arico C. Verhulst, Jonathan H. Vas Nunes, etc. (2023). Improving Lives in Three Dimensions: The Feasibility of 3D Printing for Creating Personalized Medical Aids in a Rural Area of Sierra Leone. Am J Trop Med Hyg, 102 (4), 905–909.

Koray Özsoy, Ali Erçetin, Zihni Alp Çevik. (2021). Comparison of Mechanical Properties of PLA and ABS Based Structures Produced by Fused Deposition Modelling Additive Manufacturing. European Journal of Science and Technology, No. 27, 802-809.