Diz altı protez bacak ve kompozit ayak tasarımı ve imalatı

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2019

Öğrenci: ŞEYDA ÖZKAN

Danışman: ELMAS SALAMCİ

Özet:

Kaza sonucu, hastalık durumunda veya doğuştan meydana gelen amputasyonlardan biri de diz altı amputasyonudur. Bu tezde diz altı protez bacak ve kompozit malzemeli ayak tasarımı ve imalatı anlatılacaktır. Günümüzde kullanılan bacak malzemelerine ek olarak hem maliyet, hem dayanıklılık, hem de hafiflik açısından alüminyum alaşımlı malzeme ve yüksek dayanım gerektiren yerlerde ise paslanmaz çelik tercih edilmiştir. Ayak kısmında Epoxy Carbon UD (230 GPa) Prepreg ve Epoxy Carbon Woven (230 GPa) Prepreg malzeme tercih edilmiştir. Hem daha dayanıklı hem de daha hafif olması açısından kompozit malzeme seçilmiştir. Analizlerin verdiği sonuçlar neticesinde çok katmanlı yapıdan kaçınılmış olup bize maliyet açısından fayda sağlamıştır. Bacak ve ayak kısımları 3 boyutlu çizim programı olan Catia V5 programında tasarlanmıştır. Sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak ANSYS programında da ayak kısmında her bir parçanın ne kadar katman oluşturulacağı belirlenmiş ve buna göre belirlenen yük uygulanarak analizleri yapılmıştır. İstenilen sonuç alınmadığında tekrardan katman sayısında değişiklik yapılmıştır. Bacak kısmında ise sadece yük uygulanıp analiz yapılmıştır. Çıkan sonuçlar değerlendirilmiş olup tasarım iyileştirmesine gerek duyduğumuz parçaların tasarımları yeniden yapılmıştır ve analizlerde istenilen sonuçlar elde edilmiştir. Daha sonrasında ayak için serim kalıplarının tasarımı yapılıp karbon fiber malzemelerin serimleri yapılmıştır. Ortaya çıkan kompozit ayak tasarım modeline göre jet taşı ile fazlalıkları kesilmiştir. En son aşamada ortaya çıkan ürünlerin montajı yapılmıştır. Bütün işlemler bittikten sonra kompozit malzemeden oluşan ayağın ve alüminyum ve çelikten oluşan bacağın basma testi yapılmıştır.