OPTIMIZACIÓN DEL USO DE POLÍMEROS SINTÉTICOS EN PROCESOS DE MANUFACTURA ADITIVA MEDIANTE MODELOS DE SIMULACIÓN COMPUTACIONAL Y TÉCNICAS DE CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES. CASO DE ESTUDIO: APLICACIONES MÉDICAS: PRÓTESIS DE MANO

Se propone optimizar el uso de Polímeros y mejorar el Diseño y estrategias de fabricación de productos terminados mediante procesos de manufactura aditiva (AM). Como caso de estudio se aborda, las Prótesis de mano. El principal reto es generar nuevo conocimiento acerca de la marcada dependencia de las propiedades mecánicas del comportamiento del material depositado mediante esta tecnología con respecto a los parámetros de fabricación y su influencia en el desempeño del producto terminado. La metodología de investigación se basa en la sinergia entre ensayos experimentales y virtuales, modelos matemáticos y Simulación computacional del comportamiento, en probetas y productos finales. Una vez validada la herramienta, esta permite analizar el comportamiento de las prótesis bajo diferentes solicitaciones y evaluar su desempeño considerando el material y proceso de fabricación empleados. Entonces, mediante la simulación computacional se puede analizar el efecto de las modificaciones de la geometría, el material y los parámetros relevantes del proceso en la mejora del desempeño del producto ensamblado. Esta predicción debe verificarse con ensayos de laboratorio en prótesis fabricadas para tal finalidad, a manera de validación de los nuevos diseños. Típicamente, se desarrolla un proceso de mejoras sucesivas sobre un diseño de partida, que es tomado como base. Luego, para el diseño final de la prótesis se tomará la mejor combinación de parámetros obtenida de las probetas. El impacto potencial del proyecto es grande e inmediato debido a: la disposición local de la tecnología; su bajo costo aún a escala individual de producción; la versatilidad para adaptarse a diseños personalizados para cada paciente; la necesidad del Sistema de Seguridad Social y la población de más bajos recursos que ha sufrido amputación de miembros superiores, para quienes es imposible acceder a soluciones comerciales existentes. También son favorables los antecedentes de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) y del Centro Internacional de Métodos Numéricos en la Ingeniería (CIMNE, Barcelona), en investigación tanto en la Ciencia de los Materiales, la Simulación computacional de procesos y análisis de desempeño de componentes, así como en la aplicación de la tecnología de AM.