Sistema modular para los procesos de fabricación aditiva asistidos por computador (CAE-CAD-CAM) con metodología de integración. Caso de Estudio: Manufactura de Órtesis Personalizadas

Abstract

Este proyecto de grado propone un sistema que integra funcionalidades de desarrollo asistido por computador clasificadas en las disciplinas CAE-CAD-CAM, para la fabricación aditiva de órtesis personalizadas, que sigue un flujo de trabajo que inicia con la digitalización tridimensional de la superficie de una extremidad superior mediante escaneo 3D, para definir una malla poligonal que permite representar superficies complejas como las de la anatomía humana. A partir de la malla, se genera el modelo de la órtesis personalizada, para luego obtener las instrucciones en Código-G para la manufactura. Asimismo, el proyecto presenta una metodología de integración para combinar los tres procesos, los cuales son ejecutados por sistemas preexistentes (de terceros y no modificables) que toman el rol de subsistemas, y, aunque no están originalmente interrelacionados, se logra la interoperabilidad mediante técnicas de Ingeniería de Software, automatizando sus interfaces, gráficas o de aplicación, para fabricar órtesis de manera comparable a la de los sistemas especializados. Adicionalmente, se diseñó una interfaz de usuario para el sistema, que presenta la funcionalidad unificada que se necesita para la manufactura de órtesis personalizadas. Se siguieron las mejores prácticas del Ciclo de Desarrollo de un proyecto de ingeniería, considerando la neutralidad tecnológica y utilizando el Lenguaje Unificado de Modelado (UML) para documentar el diseño. Lo anterior requirió la investigación del proceso de manufactura de órtesis impresas en 3D, el planteamiento y organización de la ingeniería de requerimientos, además del diseño de las interfaces y sus componentes, así como de los procesos del sistema. Finalmente, haciendo uso de la tecnología disponible en Bolivia, se implementó un prototipo, a partir del diseño, que sistematiza el procedimiento de trabajo. Es importante señalar que la implementación del prototipo, por limitaciones, no permite una implementación completa de todos los aspectos diseñados, circunstancia que no permite ver su potencialidad.