Grupo 16
Prototipado

PROTOTIPADO DE LA PROPUESTA DE SOLUCIÓN

En esta etapa se desarrollaran los prototipos de las partes que conforman nuestro socket las cuales se dividirán en las siguientes que son:

-Liner

-refrigerante

-socket

ELABORACION DEL LINER

Se utilizaran dos técnicas, las cuales serán comparadas para ver cuál es la mejor técnica de fabricación para nuestro socket, estas son las siguientes: por capas concéntricas verticales y por superposición de capas horizontales.

• Técnica de capas concéntricas verticales

En primer lugar se realizaron las medidas del muñón para poder desarrollar los planos en el programa de diseño INVETOR, las cuales son las siguientes:

Características del muñón del usuario	Medidas
Diámetro del muñón	7.5 del exterior y 5.5 del interior
Longitud del brazo	14 cm

 

 

 

Debido a estas medidas, se estimaran los siguientes valores  para empezar el diseño del liner y poder empezar con las pruebas de funcionalidad.

Características del liner	Medidas
Diámetro del liner	7.4cm del terno y 5.5cm del interno
Longitud del liner	14.5 cm

 

 

Una vez obtenidos estos datos se realizaron los planos y el modelamiento del liner en el programa INVENTOR

GEOMETRIA DEL MUÑON DEL USUARIO

 

GEOMETRIA DE LOS MOLDES PARA LA FABRICACION DEL LINER Y EL ESPACIO DEL REFRIGERANTE

 

En estos planos podemos observar el diseño de la capa 1 que tiene un grosor de 1mm y de la capa 2 con un grosos de 3mm, con los cuales al superponerlos obtendremos el espacio para el refrigerante y la primera capa de liner ,luego realizaremos este mismo método de superposición pero con capas de grosores diferentes para tener la segunda capa de liner ,el espacio que se va inflar por la válvula de presión y la última capa de liner que ira cerca al socket.

Imagen 1: fabricación de la primera capa de liner.

 

Imagen 2: Técnica de capas concéntricas verticales.

Imagen 3: diseño de molde en 3D de la capa de grosos de 1mm

 

Imagen 4: diseño de molde en 3D de la capa de grosor de 3mm

 

OBSERVACIONES:

Esta técnica de capas concéntricas verticales no funciono porque no era tan estable al momento del secado de la  silicona, ya que la separación que  se realizo fue  por medio de plastilina, debido a que se quería obtener el espacio para poder verter la silicona, sin embargo esto producía que el ancho no fuera contaste, lo que ocasiono que el liner posea irregularidades de volumen y que fuera débil es ciertas partes, además de tener diferentes puntos de ruptura.

Imagen 5: elasticidad del liner de la primera técnica.

 

Debido a todo esto, se pudo obtener una pequeña muestra del liner  con la cual se iniciaron las pruebas de funcionalidad para ver si el material escogido tenía las propiedades térmicas para funcionar con el refrigerante  y elásticas  para ver su durabilidad.

PRUEBA TERMICAS DEL LINER Y EL REFRIGERNATE

Es esta primeras pruebas se tomaron como variables el tiempo , la fuerza, el peso y la temperatura ,debido a que se realizaron ejercicios de simulación para ver como actuaba nuestro refrigerante con el liner y ver si el refrigerante escogido no causaba ninguna molestia al paciente .

Tabla de resultados

 

En esta tabla podemos concluir que la variación térmica producida por el refrigerante al liner y a la zona del brazo es menor, por lo cual no producirá una incomodidad al paciente sino que producirá una sensación de frescura al momento de realizar el ejercicio, hay que tener en cuenta que se utilizaron un peso de 500 g (peso comúnmente utilizado para hacer los ejercicios de rehabilitación, pero que puede variar porque depende de la persona).

Imagen 6: refrigerante

 

Imagen 7: prueba del refrigerante con un bolsa de 500 g

 

Imagen 8: toma de datos de la temperatura del refrigerante.

 

 

 

 

 

SEGUNDO MÉTODO DE ELABORACION DEL LINER 

Mediante el método de superposición de planos horizontales: en este método desarrollamos el liner mediante una superposición de capas horizontales, las cuales después del secado se moldearán (moldeado en revolución) para un encaje efectivo con la forma del muñón, resultando el sistema completo del liner diseñado.

Por ello, se desarrolló el molde en INVENTOR para el desarrollo de las capas antes mencionadas, como se muestra en la siguiente imagen.



Imagen 1: Diseño en Inventor del molde de plano horizontal

                                     

Imagen 2: Diseño en 3D del molde de plano horizontal  

Imagen 3: Prerparaciòn de liner



Luego de obtener el molde impreso se empezó con la elaboración del liner por capas utilizando silicona dragon skin 30, se usó 200 gramos en total para elaboración de todas las capas del liner (3 capas en total) teniendo en cuenta que cada una tiene diferente grosor dependiendo de su funcionalidad.

Capas del liner	Grosor de las capas del liner según su funcionalidad
Capas para el espacio del refrigerante	2 mm
Capas para la cavidad de aire	10 mm

ELABORACION DEL LINER

Se elaboraron las placas par producir los espacios, tanto del refrigerante y del aire al momento de verter la silicona, es decir, las placas generarán un espacio vacío en la capa deseada.
Pesamos 200g. de silicona para ingresarla a la cámara de vacío y luego vaciarla al molde junto con las placas de separación.

Imagen 4: preparación de las placas de separación



Imagen 5: Ingreso a la cámara de vacío



Imagen 6: se vierte  la silicona al molde con la primera placa de separación dentro



Imagen 7: se vierte más silicona y se coloca la placa extra



Imagen 8: separación de las placas de separación



CONCLUSIÓN:

Debido a la dureza del material (silicona dragon skin) comparada con la pequeña longitud del liner, esta no se pudo moldear para adquirir la forma del muñón, por lo tanto la fabricación de nuestro liner siguiendo este método no resultó efectiva, sin embargo se realizaron las pruebas de presión para reunir información sobre las capacidades de nuestro material y su exposición a condiciones de presión de aire, sobretodo se busca adquirir información sobre la máxima presión a la cual se podrá trabajar y la deformación que se generará ante la entrada de aire.

Pruebas de presión para evaluar el autoajuste de nuestro socket

En estas pruebas trabajamos con 3 variables las cuales serán:

Presión
Grosor
Deformación longitudinal
En las pruebas, nuestro liner plano fue sometido a la entrada de aire controlando la presión de la misma incrementando poco a poco, midiendo paralelamente la deformación para garantizar el autoajuste y sin exceder la presión que soporta el miembro apuntado, de esta manera poder comprobar que cumpla su principal función que es el autoajuste.

	Presión sometida	Deformación longitudinal
Primera prueba	25KPa	2 cm

 

Video de la prueba de aire

 

Observación: Se realizó más de una prueba de presión pero con resultados muy similares a la primera, debido a la cercanía de estos resultados solo se muestra los datos de la primera prueba. Así mismo luego de garantizar la presión máxima de manera segura (sin causar daño al material) se probó la entrada de aire a dicha presión constante de manera repetitiva para verificar si existe alguna daño o diferencia ante la repetición de inflado de la cámara de aire fabricada, llegando a resultados óptimos (no hubo variación aparente ante la repetición).  

Debido a los resultados obtenidos, podemos concluir que nuestro liner se puede inflar hasta lograr una diferencia de 2cm radialmente, lo cual nos garantiza el ajuste deseado, ya que el usuario podrá aumentar la presión sin tener molestias por la falta de volumen, por otra parte la presión que puede soportar una persona (desde 35 a 135 mmHg equivalente a 4.7 a 18 KPa aproximadamente) está en el intervalo de presión que puede soportar nuestro liner.