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Adifap - Avances en la Deformación Incremental para su aplicación en la Fabricación de Prótesis poliméricas biocompatibles. (DPI2012-36042)

Actividades

Contacte

Dra. Maria Luisa Garcia-Romeu de Luna

Investigadora principal

POLITÈCNICA II - Despacho 102

Campus Montilivi

17071 - GIRONA

mluisa.gromeu@udg.edu

 

 

Actividades

T1. Caracterización del material polimérico biocompatible

Se han realizado ensayos a tracción a distintas temperaturas y velocidades de ensayo .

También se han determinado las temperaturas de transición mediante una calorimetría de barrido diferencial (DSC) y la temperatura VICAT, que permite conocer la temperatura a partir de la cual un polímero tiene capacidad de reblandecerse.

 

T2. Experimentación SPIF de geometrías básicas

Se han realizado pruebas utilizando distintos polímeros biocompatibles:

  • PLA
  • PLA con refuerzo de TiO2 (al 10, 20 y 35% en peso)
  • PLA con refuerzo de CaCO3 (al 10, 20 y 35% en peso)
  • PMMA
  • PCL
  • UHMWPE

​Los resultados que se han analizado han sido:

  • Evolución de las fuerzas axiales de deformación
  • Temperaturas alcanzadas durante el proceso
  • Altura máxima de la pieza fabricada
  • Rugosidad superficial

​Hasta el momento los materiales que han permitido obtener resultados satisfactorios han sido el PCL y el UHMWPE. El resto de materiales ha presentado problemas y no han podido ser deformados por SPIF debido a su fragilidad.

 

T3. Simulación numérica del proceso SPIF de geometrías básicas

La simulación computacional del proceso de conformado incremental de chapa en el programa de Abaqus se llevó a cabo mediante la propuesta de distintos modelos numéricos en los que se modificaron los siguientes aspectos:

i) las condiciones de frontera naturales y esenciales, así como el establecimiento de las interacciones entre la chapa y la herramienta, además de la definición de la trayectoria de la herramienta definida a partir de amplitudes. 

ii) Se ha realizado la simulación del proceso SPIF utilizando elementos tipos Shell. 

iii)  Se han probado elementos tipos sólidos. 

iv) Se ha probado diferentes modelos constitutivos del material para intentar conseguir una mayor definición de la parte viscoplástica. 

v) Se ha intentado mejorar el tiempo computacional de las simulaciones a partir del escalado de tiempo y masa

 

 

T4. Estudio de alternativas de fabricación

Con el objetivo de comparar las piezas obtenidas en termoformado, un proceso convencional de deformación de chapa, con las obtenidas en SPIF, se realizó un molde mediante tecnología de fabricación aditiva (impresión en 3D) incluyendo la geometría de estudio, la prótesis de cráneo, y la geometría básica.  

 

T5. Caso de estudio: prótesis de cráneo

Se ha fabricado con éxito de la geometría de una prótesis de cráneo sobre material polímero biocompatible (PCL). Aún así, han sido pruebas preliminares y es necesario mejorar el proceso para conseguir mejores precisiones dimensionales, con lo que resultará imprescindible la fabricación de una matriz.