L'objectiu del treball és dissenyar una pròtesi mecànica de material compost de matriu polimèrica (resina epoxi) amb reforç de fibra de carboni laminat (preimpregnats).
El disseny, des del punt de vista ortopèdic, basant-se en la condició actual de la pacient, respecte al grau d'amputació (amputació sota colze) i dels esforços i/o sol·licitacions a què estarà sotmès el component i la seva subjecció (socket) es realitzarà a través del programa CAD SolidWorks. Per a això, es crearan les biblioteques del material en làmines de compost subministrant manualment els paràmetres de material i les seves orientacions respectives. Per obtenir aquests paràmetres es realitzarà una revisió dels diversos criteris de fallada i models micromecànics de materials compostos seleccionant el més apropiat. Finalment, per garantir el funcionament correcte de la pròtesi, es realitzarà la simulació del comportament mecànic en condicions de servei.
El projecte pel que fa al disseny de la pròtesi no es limitarà a les dimensions o la geometria de l'element, sinó que inclourà especificacions sobre conformació d'aquest tipus de materials compostos per establir la seqüència d'apilament de làmines (lay up sequence) que garanteixin la resposta mecànica de disseny. S'hi inclourà un estudi sobre el procés d'industrialització i desenvolupament del producte.
Finalment, cal destacar que la motivació d'aquest projecte és la creació o millora d'un producte dins dels Objectius de Desenvolupament Sostenible (ODS), promoguts per l'ONU per posar fi a la pobresa, protegir el planeta i garantir que per a l'any 2030 totes les persones gaudeixin de pau i prosperitat. En particular per als objectius 3.- Salut i benestar, 4.- Educació de qualitat, 8.- Treball decent i creixement econòmic, 10.- Reducció de les desigualtats i/o 11.- Ciutats i comunitats sostenibles.
El objetivo del trabajo es el diseño de una prótesis mecánica de material compuesto de matriz polimérica (resina epoxi) con refuerzo de fibra de carbono laminado (preimpregnados).
El diseño, desde el punto de vista ortopédico, con base a la condición actual de la paciente, en cuanto al grado de amputación (amputación debajo de codo) y de los esfuerzos y/o solicitaciones a los que estará sometido el componente y su sujeción (socket) se realizará a través del programa CAD SolidWorks. Para lo anterior, se crearán las bibliotecas del material en láminas de compuesto suministrando manualmente los parámetros de material y sus respectivas orientaciones. Para la obtención de estos parámetros se realizará una revisión de los diversos criterios de fallo y modelos micro mecánicos de materiales compuestos seleccionando el más apropiado. Finalmente, para garantizar el correcto funcionamiento de la prótesis, se realizará la simulación del comportamiento mecánico en condiciones de servicio.
El proyecto en cuanto al diseño de la prótesis no se limitará a las dimensiones o la geometría del elemento, sino que incluirá especificaciones sobre conformado de este tipo de materiales compuestos para establecer la secuencia de apilamiento de láminas (lay up sequence) que garanticen la respuesta mecánica de diseño. Se incluirá un estudio sobre el proceso de industrialización y desarrollo del producto.
Finalmente quiero destacar que la motivación de este proyecto es la creación o mejora de un producto dentro de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), promovidos por la ONU para poner fin a la pobreza, proteger el planeta y garantizar que para el año 2030 todas las personas disfruten de paz y prosperidad. En particular para los objetivos 3.- Salud y bienestar, 4.- Educación de calidad, 8.- Trabajo decente y crecimiento económico, 10.- Reducción de las desigualdades y 11.- Ciudades y comunidades sostenibles.
The objective of this work is to design a mechanical prosthesis made of a polymer matrix composite material (epoxy resin) with laminated carbon fiber reinforcement (prepreg).
From an orthopedic perspective, the design will be based on the patient’s current condition in terms of the degree of amputation (below-elbow amputation) and the stresses and/or demands to which the component and its support (socket) will be subjected. The design will be done using the SolidWorks CAD program. For this, libraries of composite sheet material will be created by manually inputting material parameters and their respective orientations. To obtain these parameters, a review of various failure criteria and micromechanical models of composite materials will be conducted, with the most appropriate being selected. Finally, to ensure the proper functioning of the prosthesis, a simulation of its mechanical behavior under service conditions will be performed.
The project will not be limited to the dimensions or geometry of the prosthesis but will also include specifications on shaping this type of composite material to establish a lay-up sequence that guarantees the desired mechanical response. A study on the industrialization and development process of the product will also be included.
Finally, it is important to note that the motivation for this project is to create or improve a product in line with the United Nations’ Sustainable Development Goals (SDGs), which aim to end poverty, protect the planet, and ensure peace and prosperity for all people by 2030. In particular, this project aligns with Goal 3 (Good Health and Well-Being), Goal 4 (Quality Education), Goal 8 (Decent Work and Economic Growth), Goal 10 (Reduced Inequalities), and/or Goal 11 (Sustainable Cities and Communities).
hotmail.com
