PROYECTO DE DISEÑO DE UNA PRÓTESIS A PARTIR DE …

1 GUILLERMO G MEZ BL ZQUEZ. PROYECTO DE DISE O DE UNA PR TESIS A PARTIR . DE FABRICACI N ADITIVA (IMPRESI N 3D). MEMORIA. Director: Daniel Garc a Almi ana TRABAJO DE FIN DE M STER DE INGENIER A EN TECNOLOGIAS INDUSTRIALES. ESEIAAT Escuela Superior de Ingenier as Industrial, Aeroespacial y Audiovisual de Terrassa Junio 2019. MEMORIA. Resumen Con el t tulo PROYECTO de dise o de una pr tesis a PARTIR de fabricaci n aditiva (impresi n 3D) . se ha buscado realizar un prototipo de pr tesis articulada que pueda imprimirse con los m todos de fabricaci n aditiva, lo que m s com nmente se conoce como impresi n 3D. Se introducir el tema de las pr tesis realizando una peque a introducci n, donde se explicara tambi n tipos de pr tesis actuales, los movimientos que pueden realizar, problemas comunes de las mismas y los materiales m s com nmente utilizados. A PARTIR de aqu , se pasar a explicar la fabricaci n aditiva y las tecnolog as que lo conciernen. Despu s de estos an lisis, cuando ya se haya ubicado con estos conceptos, se pasar a realizar las explicaciones del prototipo, pasando desde el concepto, hasta la fabricaci n.

2 El PROYECTO ir acompa ado de un prototipo f sico imprimido con fabricaci n aditiva, el cual tambi n se realizar una evaluaci n de resultados de la pieza imprimida. Finalmente, vendr la parte de las viabilidades econ micas, medioambiental, planificaci n y an lisis de resultados, como conclusiones, lecciones aprendidas y los siguientes pasos. PROYECTO de dise o de una pr tesis a PARTIR Guillermo G mez Bl zquez de fabricaci n aditiva (impresi n 3D). MEMORIA. Tabla de contenidos 1. Pr logo .. 6. Objetivo .. 6. Origen del 6. Justificaci n .. 6. Alcance .. 7. Requerimientos b sicos .. 7. 2. Viabilidad t cnica .. 8. Introducci n .. 8. P rdida de extremidades .. 8. Introducci n a la bi nica .. 8. Pr tesis .. 9. Qu es y para qu funciona una pr tesis? .. 9. Tipos de pr tesis .. 11. Movimientos de una pr tesis de brazo 18. Pr tesis de estudio .. 21. Problemas de las pr tesis de miembros superiores .. 21. Tipos de materiales .. 22. Fabricaci n aditiva .. 27. Introducci n.

3 27. Tecnolog as de la fabricaci n aditiva .. 29. Problemas m s comunes de impresi n 3D .. 31. Dise o del prototipo .. 35. Concepto del prototipo .. 35. Dise o del prototipo .. 36. Fabricaci n del prototipo .. 41. Introducci n .. 41. M todo de fabricaci n .. 41. Impresora para el PROYECTO .. 45. Orientaci n para el modelo .. 47. Refrigeraci n del modelo .. 48. Velocidad del modelo .. 49. Par metros de impresi n .. 50. Resultados de pieza acabada .. 54. PROYECTO de dise o de una pr tesis a PARTIR Guillermo G mez Bl zquez de fabricaci n aditiva (impresi n 3D). MEMORIA. Post-procesados de pieza acabada .. 67. Post-procesados con Abrasivos .. 67. Post-procesados con 68. Post-procesados por 68. Post-procesado por corte .. 69. Post-procesado con qu micos .. 69. Otros .. 70. 3. Viabilidad econ mica .. 71. Coste medio de una pr tesis .. 71. Coste medio del prototipo .. 71. Costes de preparaci n .. 71. Costes de post-procesados de la pieza .. 72. Costes por hora de impresi n.

4 72. Costes de material de impresi 72. Costes de mantenimiento .. 73. Costes de 73. Resumen de 73. 4. Viabilidad medioambiental .. 75. 5. Planificaci n .. 76. Etapa de dise o .. 76. Etapa de construcci n .. 76. Etapa de utilizaci n .. 76. 6. An lisis de resultados .. 77. 77. Lecciones aprendidas .. 79. Pr ximos 80. 7. Bibliograf a .. 81. PROYECTO de dise o de una pr tesis a PARTIR Guillermo G mez Bl zquez de fabricaci n aditiva (impresi n 3D) 2. MEMORIA. Anexos Anexo 01: Ficha t cnica del material cido Polil ctico (PLA). Anexo 02: Ficha t cnica del material Poliuretano Termopl stico (TPU). Anexo 03: Viabilidad econ mica del prototipo. PROYECTO de dise o de una pr tesis a PARTIR Guillermo G mez Bl zquez de fabricaci n aditiva (impresi n 3D) 3. MEMORIA. ndice de ilustraciones Ilustraci n 1: Ornit ptero dise ado por Leonardo Da Vinci [BI NICA] .. 9. Ilustraci n 2: Pr tesis ortop dica [PR TESIS].. 10. Ilustraci n 3: Aparato ortop dico [ RTESIS] .. 10. Ilustraci n 4: Pr tesis mec nica [MEC NICA].

5 11. Ilustraci n 5: Pr tesis bioel ctricas [BIOEL CTRICAS] .. 12. Ilustraci n 6: Pr tesis cosm tica [COSM TICA] .. 13. Ilustraci n 7: Pr tesis auditiva [AUDITIVA] .. 14. Ilustraci n 8: Pr tesis valvulares o card acas [CARD ACAS] .. 14. Ilustraci n 9: Pr tesis dentales [DENTALES] .. 16. Ilustraci n 10: Pr tesis faciales [FACIAL] .. 17. Ilustraci n 11: Pr tesis mamarias [MAMARIAS] .. 18. Ilustraci n 12: Movimientos brazo humano .. 18. Ilustraci n 13: Movimientos pr tesis tradicional .. 19. Ilustraci n 14: Movimientos proto 19. Ilustraci n 15: Movimientos miembro prot tico modular .. 20. Ilustraci n 16: Movimientos miembro prot tico modular con nervios residuales da ados .. 20. Ilustraci n 17: Pr tesis de materia termopl stico [TERMOPL STICO] .. 23. Ilustraci n 18: Pr tesis de silicona [SILICONA] .. 24. Ilustraci n 19: Pr tesis de metal [METAL] .. 25. Ilustraci n 20: Fundas para las pr tesis [FUNDAS] .. 26. Ilustraci n 21: Pr tesis con acabado cosm tico [COSM TICO].

6 27. Ilustraci n 22: Fabricaci n aditiva [FABRICACI N ADITIVA] .. 28. Ilustraci n 23: Fabricaci n aditiva ejemplo salud [SALUD] .. 28. Ilustraci n 24: Fusi n de lecho de polvo [PBF] .. 29. Ilustraci n 25: Moldeado por deposici n fundida [FDM] .. 30. Ilustraci n 26: Material Jetting [POLYJET].. 30. Ilustraci n 27: Problema de correcci n de filamento [FILAMENTO] .. 31. Ilustraci n 28: Problema de primera capa [CAPA] .. 32. Ilustraci n 29: Problema de subextrusi n [SUBEXTRUSI N] .. 32. Ilustraci n 30: Problema de filamento [STOP] .. 33. Ilustraci n 31: Problema de STL deformado [DEFORMADO] .. 34. Ilustraci n 32: Problemas de relleno [RELLENO] .. 34. Ilustraci n 33: Problemas de boquilla obstruida [OBSTRUIDA] .. 35. Ilustraci n 34: Conjunto ensamblado pr tesis prototipo imagen 1 .. 36. Ilustraci n 35: Conjunto ensamblado pr tesis prototipo imagen 2 .. 37. Ilustraci n 36: Conjunto ensamblado pr tesis prototipo imagen 3 .. 37. Ilustraci n 37: Conjunto ensamblado pr tesis prototipo imagen 4.

7 38. Ilustraci n 38: Uni n principal del prototipo .. 38. Ilustraci n 39: Uni n secundaria del prototipo .. 39. Ilustraci n 40: Cuerpo principal del prototipo .. 39. Ilustraci n 41: Falanges del prototipo .. 39. Ilustraci n 42: Uniones de soporte brazo del prototipo .. 40. Ilustraci n 43: Soporte brazo del prototipo .. 40. Ilustraci n 44: Tensionadores del prototipo .. 40. Ilustraci n 45: Moldeado por deposici n [FDM] .. 41. Ilustraci n 46: Funcionamiento impresora 3D [FUNCIONAMIENTO] .. 42. PROYECTO de dise o de una pr tesis a PARTIR Guillermo G mez Bl zquez de fabricaci n aditiva (impresi n 3D) 4. MEMORIA. Ilustraci n 47: Partes impresora 3D [COMPONENTES] .. 42. Ilustraci n 48: Pre-procesado [SLICING] .. 43. Ilustraci n 49: Men impresora 3D [MENU].. 44. Ilustraci n 50: Piezas sin necesidad de soporte [SIN SOPORTE] .. 44. Ilustraci n 51: Piezas con necesidad de soporte [CON SOPORTE].. 44. Ilustraci n 52: Material de soporte desechable [DESECHABLE] .. 45.

8 Ilustraci n 53: Impresora para el PROYECTO [IMPRESORA] .. 47. Ilustraci n 54: Orientaci n del modelo [ORIENTACI N] .. 48. Ilustraci n 55: Refrigeraci n del modelo [REFRIGERACI N] .. 49. Ilustraci n 56: Velocidad del modelo [VELOCIDAD] .. 50. Ilustraci n 57: Preparaci n uniones prototipo .. 51. Ilustraci n 58: Preparaci n cuerpo principal prototipo .. 52. Ilustraci n 59: Preparaci n falanges pr tesis .. 52. Ilustraci n 60: Preparaci n tensionadores .. 53. Ilustraci n 61: Preparaci n uniones soporte brazo .. 53. Ilustraci n 62: Preparaci n soporte del brazo .. 54. Ilustraci n 63: Pieza imprimida, cuerpo de la mano dise o 1 .. 54. Ilustraci n 64: Pieza imprimida, cuerpo de la mano en la 55. Ilustraci n 65: Pieza imprimida, cuerpo de la mano dise o 2 .. 56. Ilustraci n 66: Pieza imprimida, parte interior cuerpo de la ma o dise o 2 .. 56. Ilustraci n 67: Pieza imprimida, falanges .. 57. Ilustraci n 68: Pieza imprimida, falanges defectuosas .. 57. Ilustraci n 69: Pieza imprimida, uniones falanges.

9 58. Ilustraci n 70: Pieza imprimida, uniones dedos .. 58. Ilustraci n 71: Pieza imprimida, uniones soporte brazo .. 59. Ilustraci n 72: Pieza imprimida, caracter sticas flexibles del TPU en las uniones .. 59. Ilustraci n 73: Pieza imprimida, soporte brazo .. 60. Ilustraci n 74: Pieza imprimida, encaje soporte brazo con tensionador .. 61. Ilustraci n 75: Pieza imprimida, tensionadores .. 61. Ilustraci n 76: Pieza imprimida, encaje tensionador soporte brazo .. 62. Ilustraci n 77: Pieza imprimida, subensamblaje dedos .. 63. Ilustraci n 78: Pieza imprimida, subensamblaje uni n soporte brazo .. 63. Ilustraci n 79: Pieza imprimida, subensamblaje con cuerpo de la mano .. 64. Ilustraci n 80: Pieza imprimida, montaje del prototipo .. 65. Ilustraci n 81: Pieza imprimida, uniones con el 65. Ilustraci n 82: Pieza imprimida, ensamblaje final posici n reposo .. 66. Ilustraci n 83: Pieza imprimida, ensamblaje final posici n recogida .. 66. Ilustraci n 84: Pieza imprimida, ensamblaje final cogiendo objeto.

10 67. Ilustraci n 85: Tratamiento post-procesado rotativo [ROTATIVO].. 68. Ilustraci n 86: Tratamiento post-procesado por calor [CALOR] .. 69. Ilustraci n 87: Tratamiento post-procesado por corte [CORTE].. 69. Ilustraci n 88: Tratamiento post-procesado por qu mico [QU MICO] .. 70. Ilustraci n 89: Resumen costes del prototipo .. 74. PROYECTO de dise o de una pr tesis a PARTIR Guillermo G mez Bl zquez de fabricaci n aditiva (impresi n 3D) 5. MEMORIA. 1. Pr logo Objetivo El objetivo de este PROYECTO es fabricar el dise o de una pr tesis con tecnolog a de fabricaci n aditiva (impresi n 3D) que pueda ser un sustitutivo barato y de f cil acceso en frente de las pr tesis convencionales. El dise o se realizar con el programa Catia, y se llevar n a cabo impresiones 3D del prototipo del dise o que se realice. El software de codificaci n de los par metros de impresi n ser Cura y la Prusa i3 ser la impresora utilizada. Se realizar un estudio sobre las pr tesis que actualmente se est n utilizando para saber los requerimientos t cnicos.