Ingeniería Mecánica · 2019
Diseño, construcción y pruebas a una prótesis transtibial
En este documento se realiza un estudio de factores que intervienen en el diseño y construcción de una prótesis transtibial con los cuales se va a realizar pruebas mecánicas para determinar la fiabilidad del diseño y la reducción de costos en producción de esta pieza. Se analiza algunos materiales que se pueden utilizar para este proyecto y también de las técnicas de manufactura usadas para crear piezas en plástico. Se realiza un diseño y se selecciona un solo material para crearlo; posteriormente se realiza la prueba mecánica de compresión y se determinan las propiedades del material. Con esto se pretende comprobar las características que necesita el material para cumplir con las condiciones de ser usado en la producción de prótesis. Se analiza el comportamiento del material a partir del uso de gráficas esfuerzo vs deformación para determinar las propiedades mecánicas del material y, posteriormente, compararlas con las que se obtuvieron con el uso de software. De acuerdo con los ensayos, se obtuvieron buenos resultados en el comportamiento real del material; se concluye que es una excelente opción si se desea empezar la producir prótesis con materiales más económicos e igual de eficientes.
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Contenido
- RESUMENp. 7
- ABSTRACTp. 8
- DESCRIPCION DEL PROYECTOp. 9
- INTRODUCCIÓNp. 9
- PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMAp. 9
- OBJETIVOSp. 12
- OBJETIVO GENERALp. 12
- OBJETIVOS ESPECIFICOSp. 12
- ESTUDIO COMPUTACIONAL DE LA MARCHA EN PACIENTES AMPUTADOSp. 13
- HERRAMIENTA COMPUTACIONALES Y MONTAJEp. 13
- EVALUACION DE LOS CASOSp. 15
- ESCALA FUNCIONAL DE LA MARCHAp. 17
- CONCLUSION DEL ESTUDIO A.P.A.Sp. 18
- PARAMETROS DE FUNCIONAMIENTOp. 20
- CONDICIONES ANATÓMICASp. 23
- ENFERMEDAD DE OSGOOD-SCHLATTERp. 24
- RODILLAS EN PARENTESIS O GENU VAROp. 24
- RODILLAS EN X O GENU VAGOp. 24
- DISPLACIA DE CADERAp. 25
- ENFERMEDAD DE BLOUNTp. 27
- PARAMETROS DE DISEÑOp. 27
- CENTRO DE MASAp. 28
- TIBIA ARTIFICIALp. 30
- MOVIMIENTO DE LA ARTICULACIÓN DEL TOBILLOp. 31
- LA MARCHAp. 20
- COMODIDAD DEL SOCKETp. 35
- NIVEL DE AMPUTACIÓNp. 37
- IDENTIFICACIÓN DE LAS FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE EL PIEp. 39
- DISEÑO DE PRÓTESISp. 43
- DISEÑO DE TOBILLOp. 43
- DISEÑO DE LA PLANTILLAp. 45
- CONJUNTO ANILLO PLANTILLAp. 46
- SELECCIÓN DEL MATERIALp. 47
- SELECCIÓN DEL MALLADO Y DENSIDAD EN LA IMRESÓN 3Dp. 51
- ANILLO ELÍPTICOp. 51
- PLANTILLAp. 52
- ESTUDIO ESTÁTICO DEL DISEÑOp. 54
- ESTUDIO ESTÁTICO SOBRE EL ANILLO ELÍPTICOp. 54
- ANÁLISIS ESTÁTICO SOBRE LA PLANTILLAp. 55
- ANÁLISIS ESTÁTICO DEL ENSAMBEL O CONJUNTOp. 57
- PRUEBAS MECÁNICASp. 60
- ENSAYO MECANICO A COMPRESION ANILLO DENSIDAD 70p. 61
- ENSAYO MECÁNICO A COMPRESIÓN EN EL ANILLO CON DENSIDAD 100p. 62
- TRANSVERSALp. 67
- LONGITUDINALp. 67
- ANÁLISIS DE RESULTADOS Y DISCUSIONESp. 67
- ANÁLISIS PARA EL ANILLO ELÍPTICO:p. 67
- ANÁLISIS PARA LAS PLANTILLASp. 68
- CONCLUSIONESp. 71
- RECOMENDACIONESp. 73
- BIBLIOGRAFIAp. 75
- ANEXOSp. 77
- Figura 1. Montaje técnico para la prueba de marcha [2]p. 14
- Figura 2. Posición de sensores sobre el cuerpo humano [2]p. 15
- Figura 3. Movimiento basculante en caderasp. 26
- Figura 4. Porcentaje de masa en las extremidades del cuerpo [13]p. 29
- Figura 5. Movimiento de dorsiflexión [13]p. 32
- Figura 6. Ciclo de marcha [13]p. 32
- Figura 7. Longitud de paso [13]p. 33
- Figura 8. Fuerzas de impulso [13]p. 34
- Figura 9. Grafica fuerza según el peso [11]p. 35
- Figura 10. Socket pierna [12]p. 36
- Figura 11. Corte nivel de amputación [11]p. 37
- Figura 12. Contacto del pie al realizar la marcha [11]p. 39
- Figura 13. Diagrama de componentes de la fuerza para el Caso 1 [Autores]p. 40
- Figura 14. Diagrama de componentes de la fuerza para el Caso 2 [Autores]p. 41
- Figura 15. Anillo elíptico [Autores]p. 44
- Figura 16. Plantilla [Autores]p. 45
- Figura 17. Cambio de altura corporal al realizar la marcha [Autores]p. 46
- Figura 18. Ensamble del conjunto anillo plantilla [Autores]p. 47
- Figura 19. Impresión del anillo elíptico [Autores]p. 52
- Figura 20. Plantilla con impresión longitudinal [Autores]p. 53
- Figura 21. Plantilla con impresión transversal [Autores]p. 53
- Figura 22. Estudio estático sobre el anillo elíptico [Autores]p. 55
- Figura 23. Estudio estático plantilla con deformación en el eje "y" [Autores]p. 56
- Figura 24. Estudio estático plantilla con deformación en el eje "x" [Autores]p. 56
- Figura 25. Estudio estático conjunto con deformación en el eje "y" [Autores]p. 57
- Figura 26. Estudio estático plantilla con deformación en el eje "x" [Autores]p. 58
- Figura 27. Estudio estático plantilla con deformación en el eje "z" [Autores]p. 59
- Figura 28. Maquina universal ZD 40 WPM Leipzing [Autores]p. 60
- Figura 29. Ensayo a compresión anillo elíptico densidad 70 [Autores]p. 61
- Figura 30. Gráfica Fuerza vs carrera Anillo densidad 70 [Autores]p. 62
- Figura 31. Ensayo a compresión anillo elíptico densidad 100 [Autores]p. 63
- Figura 32. Gráfica Fuerza vs carrera densidad 100 anillo [Autores]p. 63
- Figura 33. Ensayo a compresión plantilla mallado transversal [Autores]p. 64
- Figura 34. Gráfica Fuerza vs carrera plantilla mallado transversal [Autores]p. 65
- Figura 35. Ensayo a compresión plantilla mallado longitudinal [Autores]p. 65
- Figura 36. Ruptura de la plantilla mallada longitudinal [Autores]p. 66
- Figura 37. Gráfica Fuerza vs carrera plantilla mallado longitudinal [Autores]p. 66
- Tabla 1. Evaluación de los individuos llamados Casos [2]p. 16
- Tabla 2. Conclusión del estudio de los Casos [2]p. 19
- Tabla 3. Estadísticas de medidas para miembros del Ejército Nacional [Autores]p. 23
- Tabla 4. Centro de masa para componentes de la extremidad [13]p. 29
- Tabla 5. Dimensiones y masa de la extremidad [13]p. 31
- Tabla 6. Pasos ciclo de marcha [13]p. 33
- Tabla 7. Datos de los materiales opcionales de trabajo [Autores]p. 48
- Tabla 8. Datos de deformación obtenidos en software [Autores]p. 59
- Tabla 9. Datos de Fuerza y Deformación obtenidos en ensayo y software [Autores]p. 67