PROYECTO INTEGRADOR “DISEÑO DE PROTESIS CON PLA”

INSTITUTO UNIVERSITARIO DEL NORTE

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PROYECTO INTEGRADOR

“DISEÑO DE PROTESIS CON PLA”

INTEGRANTES:

AGÜERO BAUTISTA ALAN

HERNANDEZ CASTORENA SHARON ILENKA

SALAZAR SOSA KEVIN LEVI

Carrera: Ingeniería Industrial Administrador

Grado: 2 do. Cuatrimestre

Turno: Mixto Sabatino

Directora: Lic. Diana Soledad Sánchez Sánchez

Torreón, Coahuila.                                                                     Marzo, 2021

Contenido

3.- INTRODUCCION        4

4.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA        5

5.- OBJETIVO GENERAL        6

6.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS        6

7.- JUSTIFICACIÓN        6

8.- DIAGRAMA DE GANTT        7

9.- LIMITACIONES        7

10.-MARCO TEÓRICO        8

10.1 Historia de la primera prótesis        8

10.2 Evolución de la tecnología protésica        8

10.3 Funciones de las prótesis actualmente        12

10.4 La prótesis en el tiempo del Renacimiento (1400 a 1800)        13

11. METODOLOGÍA        16

11.1 Pasos de la elaboración del diseño de los segmentos de la mano por Solidworks.        16

11.2 Pasos de elaboración del diseño total de la mano protésica por Solidworks        21

11.3 Diagrama sobre el proceso para la obtención del ácido poliláctico (PLA)        23

11.4 Fabricación aditiva de prótesis con ácido poliláctico        24

11.4.1 Proceso de impresión 3D        24

12.-RESULTADOS DE LOS OBJETIVOS ESPECIFICOS        25

12.1 Diseño de los segmentos de la mano por Solidworks.        25

13.- CONCLUSIONES        28

14.-BIBLIOGRAFIA        29

INDICE DE FIGURAS

Imagen 1: Costos de producción de prótesis.        5

Imagen 2: Mano de alt-Ruppin construida con hierro en el año 1400.        9

Imagen 3: Primer brazo artificial móvil.        10

Imagen 4: Prótesis de mano con pulgar móvil y gancho aditivo.        11

Imagen 5: Falange 1.        17

Imagen 6: Falange 2.        17

Imagen 7: Falange 3        18

Imagen 8: Pernos de ensamble.        19

Imagen 9: Palma de la mano.        21

Imagen 10: Componentes de la mano ensamblados.        22

Imagen 11: Modelo del diseño en SolidWorks.        25

Imagen 12: Cortes seccionados.        25

Imagen 13: Cavidad y conductos internos.        26

Imagen 14: Falange distal, media y proximal.        26

Imagen 15: Simulación de desplazamiento.        27

Imagen 16: Simulación de fuerza.        27

  3.- INTRODUCCION

En este proyecto se describe el procedimiento para el diseño de un prototipo de prótesis de mano. El diseño se realizó utilizando herramientas de solidworks, elaborando cada una de las partes de una mano  y simulando los mecanismos de movimiento de una mano real con sus limitaciones.

Para poder realizarlo, durante un periodo de tiempo se han realizado investigaciones de las propiedades de los materiales para conocer sus propiedades físicas, químicas y mecánicas. De esta manera poder familiarizarnos con el material  que se utilizara para la fabricación aditiva, con el objetivo de que nuestro diseño tenga cualidades mucho más favorables en comparación con diseños de prótesis ya existentes.

 Se tiene planeado utilizar materiales que se obtengan de recursos naturales y que sean renovables, como los materiales poliméricos. Al igual se describirá el proceso para la obtención del ácido poliláctico, como también el proceso para la fabricación aditiva de la prótesis.

4.- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las personas con falta de su extremidad superior no pueden realizar trabajos específicos, debido a que reduce su coordinación y funcionalidad por el hecho de perder gran parte de su habilidad para la manipulación y agarre de objetos.

En estos momentos se ha visto limitado por diversos factores tales como el tipo de uso que se le dará al dispositivo, el tamaño, el peso, y forma del mecanismo el cambia de persona a persona, o la complejidad del sistema de control y procesamiento de datos para generar una respuesta, otro factor muy importante es la simulación de la respuesta sensitiva.

Este desarrollo se traduce en un aumento en los precios de las prótesis de mano/antebrazo los cuales varían entre U$D 40.000 y U$D 120.000. Valores casi imposibles de alcanzar para personas que viven en países emergentes o en desarrollo. Además, las normas establecidas por los organismos reguladores en los Estados Unidos para la venta y distribución de prótesis deben cumplirse estrictamente para que las empresas puedan mantenerse en el mercado, lo que a menudo se convierte en un factor de restricción para los nuevos competidores. [pic 2]

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5.- OBJETIVO GENERAL

• Crear un diseño de prótesis de mano por Solidworks para su fabricación aditiva con ácido poliláctico (PLA).

6.- OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Diseñar las piezas para cada segmento de la prótesis de mano; palma de la mano, falange proximal, falange medial, falange distal, falange proximal meñique, falange distal meñique, metacarpiano del pulgar, falange pulgar y punta de dedos por Solidworks.
• Realizar el diseño completo de la mano protésica por Solidworks.
• Conocer la estructura química y sus propiedades físicas, químicas y mecánicas del ácido poliláctico, sus ventajas en comparación con otros materiales para prótesis, así como elaborar un diagrama de procesos en Lucidchart para la obtención del mismo.

7.- JUSTIFICACIÓN

Este proyecto aporta un bien a la sociedad, el material empleado para su diseño resolvería una problemática, al utilizar recursos renovables y de bajo costo, que sean accesibles a la mayor parte de los discapacitados, implementado el uso de materiales con bajo impacto ambiental y contribuyendo al desarrollo de procesos sustentables. Todo esto para lograr un bien en ellos ya sea para la desaparición del miembro fantasma, ya que después de la amputación, los pacientes siguen percibiendo sus extremidades, otra de las ventajas que presenta es que regresa la seguridad e independencia a los pacientes, y sobre todo, regresa la confianza a la persona misma.

El uso de ácido poliláctico (PLA) en la producción de prótesis, es ideal tanto como para su uso, por el hecho de poseer características como ligereza, es un material inodoro que incluso se ha utilizado en recipientes de alimentos o bebidas alcohólicas, es resistente a la corrosión e impermeable, lo que le permite tener un periodo de vida más largo a comparación de prótesis echas de metales.

La evolución constante del diseño de manos robóticas ha permitido cada vez acercarse un poco más a la completa simulación del miembro humano como dispositivo mecánico, que a lo largo de la trayectoria ha sido cada vez más sofisticadas y precisas para un mejor agalle de objetos, dispositivos que reaccionan frente a fuerzas externas y mecanismos cada vez más similares a las estructuras biológicas que componen una mano humana promedio.

8.- DIAGRAMA DE GANTT

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9.- LIMITACIONES

Durante el proceso de elaboración del proyecto, se presentaron limitantes de tiempo, la cual, se nos complicó al momento de organizarnos por los distintos horarios de trabajo de cada integrante del equipo. Además, la energía eléctrica y la señal de la red estuvo nos impedía la comunicación y trabajar en el desarrollo del proyecto.

Tuvimos limitaciones al utilizar solidworks para el diseño de la prótesis de mano, ya que no nos permitía utilizar ciertas operaciones por ser una versión antigua

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