Publicación: Desarrollo de simulantes óseos mediante fabricación aditiva y validación del comportamiento mecánico a flexión
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Fecha
2022
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Editor
['Universidad Nacional de Educación a Distancia (España)', 'Universidad Politécnica de Madrid. Departamento de Ingeniería Mecánica']
Resumen
Este trabajo se centra en el estudio y desarrollo de simulantes de tejido óseo fabricados mediante fabricación aditiva utilizando ácido poliláctico, con el objetivo de reproducir su comportamiento mecánico a flexión. Para ello, se han tomado como referencia muestras de costilla porcina para analizar su respuesta. Para conseguir la geometría de los simulantes se ha realizado un escáner óptico 3D de las superficies óseas y, posteriormente, se han fabricado las geometrías correspondientes variando distintos parámetros de impresión 3D. Desde estos diseños ha sido posible comparar distintas configuraciones de simulantes con las muestras reales mediante ensayos de flexión. Aparte, se ha llevado a cabo la caracterización del polímero con diferentes probetas impresas de tracción y flexión. Los resultados obtenidos mediante el ajuste de los parámetros de impresión analizados demuestran que es posible conseguir un comportamiento similar a flexión de los simulantes impresos con respecto a las propiedades mecánicas del tejido óseo real.
This work is focused on the study and development of bone tissue simulants manufactured by material extrusion made of polylactic acid, in order to replicate its mechanical behaviour under three-point bending. For this purpose, porcine ribs were used as a reference to analyse its response. Simulants geometries were obtained from a 3D scanning of the real bone surfaces, and then, the corresponding geometries were manufactured varying some printing parameters. The comparison between different simulants configurations and real bones was performed through bending tests. Additionally, the mechanical characterization of PLA was carried out by different 3D-printed tensile and bending specimens. The experimental results obtained by adjusting the process parameters prove that a similar mechanical behaviour under bending of real bone tissue can be achieved from 3D-printed simulants.
This work is focused on the study and development of bone tissue simulants manufactured by material extrusion made of polylactic acid, in order to replicate its mechanical behaviour under three-point bending. For this purpose, porcine ribs were used as a reference to analyse its response. Simulants geometries were obtained from a 3D scanning of the real bone surfaces, and then, the corresponding geometries were manufactured varying some printing parameters. The comparison between different simulants configurations and real bones was performed through bending tests. Additionally, the mechanical characterization of PLA was carried out by different 3D-printed tensile and bending specimens. The experimental results obtained by adjusting the process parameters prove that a similar mechanical behaviour under bending of real bone tissue can be achieved from 3D-printed simulants.
Descripción
Categorías UNESCO
Palabras clave
simulante, hueso, flexión a tres puntos, PLA, AM, ME
Citación
Centro
Facultades y escuelas::E.T.S. de Ingenieros Industriales
Departamento
Mecánica