Kişiye özgü ayak ortezinin tasarımı, sonlu elemanlar yöntemi ile analizi ve üretimi
Design, analyze with finite element method and production of custom foot orthosis
Yazar: EZGİ YILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. BERAT BARIŞ BULDUM
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Ayak sağlığı, günlük yaşamda konfor düzeyini doğrudan etkileyen en önemli
faktörlerden biridir. Vücut ağırlığının bir sonucu olarak ayak tabanında oluşan basıncın
mümkün olduğunca homojen bir şekilde dağılması sağlanmalıdır. Aksi takdirde ayak tabanında
oluşan yüksek basınç noktaları birçok farklı ayak rahatsızlığına yol açabilmektedir. Ayak
ortezleri, çeşitli ayak rahatsızlıklarının giderilmesi ve ayak altında oluşan yüksek basınç
noktalarının dağıtılması amacıyla kullanılan bir materyaldir. Bu materyal, kişiye özgü ve seri
üretim olmak üzere temelde iki farklı üretim yöntemi ile elde edilebilmektedir. Her bireyin
farklı ayak anatomik yapısına sahip olmasından dolayı seri üretim ile elde edilen ayak ortezleri,
ayak altında oluşan basıncı dağıtmada kişiye özgü üretilen ayak ortezlerine nazaran yetersiz
kalmaktadır. Bu nedenle bu tez çalışmasında kişiye özgü ayak ortezi tasarımı ve üretimi
gerçekleştirilerek ayak altında var olan yüksek basınç noktalarının dağıtılması ve sönümlenmesi
amaçlanmaktadır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle pedografi, pedobarografi ve 3 boyutlu
tarama yöntemleri kullanılarak kişinin ayak tabanındaki basınç dağılımı ve yapısal özellikleri
tespit edilmiştir. Daha sonra bu veriler göz ününde bulundurularak kişiye özgü ayak ortezinin
modellenmesi, ilgili tasarım programları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen model ile
ayak ortezi üretiminde kullanılabilecek üç farklı malzemenin yüksek basıncı dağıtabilme
performansları sonlu elemanlar yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırılması yapılan
Ninjaflex, Filaflex ve Cheetah malzemeleri arasında ayak tabanındaki yüksek basınç noktalarını
en iyi sönümleyebilen malzemenin Ninjaflex olduğu belirlenmiştir. Bu nedenle ayak ortezinin
üretimi, Ninjaflex malzemesi kullanılarak günümüzde oldukça popüler olan eklemeli üretim
yöntemlerinden eriyik yığma modelleme ile gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
Foot health; it is one of the most important factors that directly affect the comfort level
in daily life. As a result of body weight, the pressure created on the soles of the foot should be
distributed as homogeneously as possible. Otherwise, high pressure points on the sole of the
foot can cause many different foot disorders. Foot orthosis are a material used to eliminate
various foot disorders and to distribute high pressure points under the foot. The production of
this material can be achieved by two different methods: custom and mass production. Because
each custom has a different foot anatomical structure, foot orthosis obtained by mass
production are inadequate in distributing the pressure created under the foot compared to the
custom foot orthosis produced. Therefore, in this thesis, it is aimed to design and manufacture
the custom foot orthosis and to distribute and reduce the existing high pressure points under
the foot. For this purpose, firstly the pressure distribution and structural characteristics of the
person's foot were determined by using pedography, pedobarography and 3D scanning
methods. Then, considering these data, modeling of the custom foot orthosis was performed by
using appropriate design programs. Using the obtained model, high pressure distributing
performances of three different materials which can be used in foot orthosis production were
compared with finite element method. Among the comparable Ninjaflex, Filaflex and Cheetah
materials, Ninjaflex was the best material to absorb high pressure points on the sole of the foot.
Therefore, the production of foot orthosis; it has been realized by using fused deposition
modeling which is one of the most popular additive production methods using Ninjaflex
material.