Análisis e implementación de un prototipo de una nueva impresora 3D para fines médicos

Abstract

[ES] A dia de hui, la impressió 3D es coneguda al món tecnològic degut a la seua gran quantitat d aplicacions, des de l estampació d objectes quotidians fins a dissenys específics amb altes especificacions. Cal recordar que la fabricació per addició és una tecnologia relativament jove ja que va ser creada aproximadament 30 anys. D aquesta manera es tracta d una tecnologia que encara està en desenvolupament, no gaudeix d una extensa implementació.

Aquest estudi està focalitzat en un prototip novell d una nova impressora per a fins mèdics, la qual requereix un ambient de treball concret. El prototip ja està definit però necessita ser estudiat i millorat per tal de permetre ser usat fàcilment i adequadament. Per altra banda, hi ha alguns problemes que necessiten ser solucionats.

Primerament s exposa breument el context de la impressió 3D. Seguidament s expliquen les condicions de treball i d impressió per tal de justificar l elecció dels dispositius. En aquest punt és possible observar que la estructura del prototip és complexa deguda a l ús de diferents dispositius.

Per tal d integrar-los ha calgut crear, definir i adaptar un programa informàtic complex. Cada dispositiu té un distint comportament i un llenguatge propi de manera que la proposta conté diferents tipus de llenguatge de programació. El codi ha sigut traduït i analitzat mostrant fàcilment com funciona.

Com s ha mencionat, hi ha alguns problemes els quals afecten al mode de funcionament. Aquests donen lloc a altres anàlisis i propostes per tal de solucionar-los. Per una banda, hi ha problemes de disseny a abordar: dissenyar una protecció per als eixos i projectar una estructura de metall per a poder integrar tots els dispositius. Per altra banda, hi ha problemes relacionats amb el comportament dels eixos ja que la temperatura d operació influeix considerablement en ells.

En aquest projecte, es pot observar la gran quantitat de coneixements requerits per desenvolupar un prototip, com són la informàtica, enginyeria de control, habilitats de disseny, anàlisis de situacions o validar les solucions proposades.

[EN] Nowadays 3D Printing is known in the technology world due to it having a wide array of applications going from printing quotidian objects to custom designs for specific uses with high specifications. It must be remembered that additive manufacturing technology is a young technology since it was created just over 30 years ago. In such a way this technology is still being developed, it doesn t enjoy an extended implementation yet.

This study is focused on a prototype of a novel printer for medical device, which requires a very concrete environment to work. The prototype printer is already defined but it needs to be studied and improved in order to allow for it to be used easily and adequately. On the other hand, there are some problems that need to be resolved.

First the background of the 3D printing is briefly exposed. Then the printing and environment determinants are explained in order to justify the choice of the devices. At this point, the structure of the prototype favours an appreciation on the complexity of using different devices.

In order to integrate all of them was necessary to create, to define and to adapt a significant informatic program. Each dispositive has a distinct behaviour with their own communication language so for this reason the purpose contains different kinds of programming languages. The code has been translated and analysed showing easily how it works.

As was mentioned, there are some problems which have an effect on the printing operation. These give rise to other analyses and proposals to solve them. On one hand, there are design aspects to tackle: designing a protection for the axis and projecting a metal structure putting all the devices on. On the other hand, there are problems related with the behaviour of the axis because the temperature of the operation has a strong influence on it.

In this project, we can see the great quantity of diverse knowledge that is needed to run a prototype, from computer science, control engineering, designing abilities, to analysing each situation and testing the purposed solutions.