[ca] Aquest treball correspon a un projecte de recerca del grup TECNOFAB en Tecnologies de Fabricació del Departament d'Enginyeria Mecànica a l'ETSEIB (UPC), el qual té l'objectiu de millorar i analitzar el procés de fabricació de pròtesis d'acetàbul de maluc mitjançant processos de fabricació additiva a partir de PLA amb càrrega ceràmica. Avui dia, els sistemes de fabricació més emprats per construir pròtesis són la mecanització de blocs de ceràmica sinteritzada o l'ús de motlles d'injecció. Aquests processos són molt costosos i, a més, fa que només es fabriquin pròtesis amb mides estàndard. Aquest fet provoca que els resultats de les operacions on s'implementen les pròtesis no siguin del tot satisfactoris en la majoria de casos ja que no s'adapten completament a les necessitats del pacient. Tanmateix, mitjançant l'ús de tècniques de fabricació additiva, és possible fabricar peces amb formes i mides concretes de forma fàcil, ràpida i econòmica. Per tant, podria ser viable construir pròtesis amb la mida ideal per cada pacient, millorant així els resultats de les operacions i la qualitat de vida dels pacients. Després d'alguns estudis previs, es va decidir experimentar amb zircònia (ZrO2) per intentar fabricar aquestes pròtesis. La zircònia és un òxid cristal·lí creat a partir de zirconi (Zr), el qual, si s'estabilitza amb yttria (Y2O3), s'aconsegueixen certes propietats que el fan adequat per utilitzar-se com a pròtesis, com una gran resistència mecànica, un mòdul de Young elevat i una baixa reactivitat química. A més, és un material biocompatible, un requisit indispensable per no generar cap reacció negativa al cos humà. Encara i així, aquest material presenta diversos problemes que compliquen el procés de fabricació. Per aquest motiu, l'objectiu d'aquest projecte és estudiar i comparar com afecten les variables d'impressió al resultat final de la peça, per tal d'aconseguir els millors resultats possibles. Per dur a terme aquests experiments s'ha creat una proveta cilíndrica en format CAD, d'alçada 22,86 mm i diàmetre 11,43 mm. Aquesta peça s'imprimeix en una impressora 3D i, posteriorment, passa per certs tractaments químics i tèrmics que milloren les seves propietats per finalment obtenir la peça acabada. Aquest procés s'ha repetit diversos cops variant certs paràmetres d'impressió que canvien el resultat final. En aquest cas, s'ha estudiat la influència de la velocitat d'impressió i la temperatura en tres nivells diferents. Un cop s'han fabricat totes les peces, es mesuren algunes de les seves propietats, com les dimensions, porositat i rugositat i, posteriorment s'analitzen els resultats estadísticament amb un disseny d'experiments. Els resultats obtinguts deixen entreveure que les peces fabricades amb velocitat baixa presenten un acabat més precís ja que, al imprimir més lentament, les capes que formen la peça queden integrades de millor manera. En el cas de la temperatura, tot i que una temperatura alta també ajuda a compactar millor la peça, la temperatura més baixa ja és suficient i és menys agressiva amb la peça. Encara i així, seria recomanable realitzar més rèpliques dels experiments per assegurar que les conclusions són encertades. Per últim, també s'ha analitzat l'impacte econòmic, ambiental, social i de gènere que ha suposat l'estudi del projecte per avaluar la seva importància i la seva viabilitat

[es] Este trabajo corresponde a un proyecto de investigación del grupo TECNOFAB en Tecnologías de Fabricación del Departamento de Ingeniería Mecánica en la ETSEIB (UPC), el cual tiene como objetivo mejorar y analizar el proceso de fabricación de prótesis de acetábulo de cadera mediante procesos de fabricación aditiva a partir de PLA con carga cerámica. En la actualidad, los sistemas de fabricación más utilizados para construir prótesis son la mecanización de bloques de cerámica sinterizada o el uso de moldes de inyección. Estos procesos son muy costosos y, además, hacen que solo se fabriquen prótesis con tamaños estándar. Esto provoca que los resultados de las operaciones en las que se implementan las prótesis no sean del todo satisfactorios en la mayoría de los casos, ya que no se adaptan completamente a las necesidades del paciente. Sin embargo, mediante el uso de técnicas de fabricación aditiva, es posible fabricar piezas con formas y tamaños concretos de forma fácil, rápida y económica. Por lo tanto, podría ser viable construir prótesis con el tamaño ideal para cada paciente, mejorando así los resultados de las operaciones y la calidad de vida de los pacientes. Después de algunos estudios previos, se decidió experimentar con circonia (ZrO2) para intentar fabricar estas prótesis. La circonia es un óxido cristalino creado a partir de circonio (Zr), el cual, si se estabiliza con itria (Y2O3), se logran ciertas propiedades que lo hacen adecuado para utilizarse como prótesis, como una gran resistencia mecánica, un módulo de Young elevado y una baja reactividad química. Además, es un material biocompatible, un requisito indispensable para no generar ninguna reacción negativa en el cuerpo humano. Sin embargo, este material presenta diversos problemas que complican el proceso de fabricación. Por este motivo, el objetivo de este proyecto es estudiar y comparar cómo afectan las variables de impresión al resultado final de la pieza, con el fin de obtener los mejores resultados posibles. Para llevar a cabo estos experimentos se ha creado una probeta cilíndrica en formato CAD, de altura 22,86 mm y diámetro 11,43 mm. Esta pieza se imprime en una impresora 3D y, posteriormente, pasa por ciertos tratamientos químicos y térmicos que mejoran sus propiedades para finalmente obtener la pieza acabada. Este proceso se ha repetido varias veces variando ciertos parámetros de impresión que modifican el resultado final. En este caso, se ha estudiado la influencia de la velocidad de impresión y la temperatura en tres niveles diferentes. Una vez fabricadas todas las piezas, se miden algunas de sus propiedades, como las dimensiones, porosidad y rugosidad, y posteriormente se analizan los resultados estadísticamente con un diseño de experimentos. Los resultados obtenidos sugieren que las piezas fabricadas con baja velocidad presentan un acabado más preciso, ya que al imprimir más lentamente, las capas que forman la pieza quedan integradas de mejor manera. En el caso de la temperatura, aunque una temperatura alta también ayuda a compactar mejor la pieza, la temperatura más baja ya es suficiente y es menos agresiva con la pieza. Sin embargo, sería recomendable realizar más réplicas de los experimentos para asegurar que las conclusiones son acertadas. Por último, también se ha analizado el impacto económico, ambiental, social y de género que ha supuesto el estudio del proyecto para evaluar su importancia y viabilidad