Estudio de diseño y calculo de una prótesis de cadera

Abstract

[ES] Este trabajo tiene como objeto, el estudio y diseño de una prótesis de cadera. Para ello se ha llevado a cabo un estudio, de todos los componentes que la constituyen. En primer lugar, se ha hecho un estudio de la parte del cuerpo, donde trabajara la prótesis, como es una prótesis de cadera y como trabaja esta. Después se ha hecho un estudio de los biomateriales ya que una de las características más importantes es la elección de un buen material, debido a que este es el que permite la correcta funcionalidad. Por ello se ha hecho un estudio de las familias de los biomateriales, y sus principales materiales. Una vez visto los biomateriales existentes se ha procedido a la elección de ellos, para la prótesis, mediante el software CES Edupack. La elección se ha hecho, añadiendo unas restricciones que debe cumplir el material, dependiendo de para que parte de la prótesis ha de ir destinado. Al añadir las restricciones descartamos muchos materiales. En el estudio hemos seleccionado 3 materiales, una aleación de titanio, un acero inoxidable y una aleación de Co-Cr. Lo que se ha pretendido en estos materiales, ha sido compararlos para ver sus diferencias, y poder seleccionar el mejor de ellos. Esto se ha llevado a cabo, primero con un diseño en CAD de la propia prótesis y después con un estudio, mediante una simulación, en elementos finitos, hecha mediante el software “Ansys Workbench”. Después de la simulación, se ha hecho un estudio de sus sistemas de fabricación. Finalmente hemos obtenido nuestras conclusiones y realizado un estudio económico aproximado, de lo que podría costarnos de fabricar una prótesis de cadera de una aleación de titanio, mediante una impresora 3D.

[EN] The finality of this investigation is the study and design of a hip’s prothesis. That’s why we’ve made an investigation about all its components Firstly a study was made of the body part where the prosthesis work, such as a hip replacement and how this works. Then, was made a study of biomateriasls as one of the most important features is the choice of good material, because this is what allows the correct functionality. Therefore it has made a study of the families of biomaterials, and its main materials. Once seen existing materials has proceeded to select them to the prosthesis by the CES Edupack software. The choice has been made, adding restrictions that must conform, depending on that portion of the prosthesis has to be designed. By adding restrictions discard many materials. In the study we selected three materials, titanium alloy, stainless steel and Co-Cr alloy. What has been tried in these materials, has been compared for their differences, and to select the best of them. This has been carried out, first with a CAD design of the prosthesis itself and then to a study by simulation, finite element made by "Ansys Workbench" software. After simulation, it has made a study of their manufacturing systems. Finally we obtained our findings and made an approximate economic study, what could cost to manufacture a hip of a titanium alloy, using a 3D printer.