[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

[en] This work corresponds to a research project by the TECNOFAB group in Manufacturing Technologies at the Department of Mechanical Engineering of the ETSEIB (UPC). The project aims to improve and analyze the manufacturing process of ceramic hip acetabular prostheses using additive manufacturing processes with ceramic-filled PLA. Currently, the most commonly used manufacturing systems for building prostheses are machining ceramic block and injection molding. These processes are very expensive and result in the production of prostheses only in standard sizes. As a consequence, the outcomes of operations where these prostheses are implemented are often unsatisfactory since they do not fully adapt to the patients' needs. However, through the use of additive manufacturing techniques, it is possible to easily, quickly, and economically fabricate pieces with specific shapes and sizes. Therefore, it could be feasible to build prostheses with the ideal size for each patient, thus improving the outcomes of the operations and the quality of life of the patients. After conducting preliminary studies, it was decided to experiment with zirconia (ZrO2) in an attempt to manufacture these prostheses. Zirconia is a crystalline oxide created from zirconium (Zr), and when stabilized with yttria (Y2O3), it exhibits certain properties that make it suitable for use as a prosthesis, including high mechanical strength, a high Young's modulus, and low chemical reactivity. Additionally, it is a biocompatible material, an essential requirement to avoid any negative reaction in the human body. However, this material presents several problems that complicate the manufacturing process. For this reason, the objective of this project is to study and compare how printing variables affect the final result of the piece in order to achieve the best possible results. To carry out these experiments, a cylindrical test specimen was created in CAD format, with a height of 22.86 mm and a diameter of 11.43 mm. This piece is 3D printed and subsequently undergoes certain chemical and thermal treatments to improve its properties and obtain the finished piece. This process has been repeated several times by varying certain printing parameters that impact the final result. In this case, the influence of printing speed and temperature at three different levels has been studied. Once all the pieces have been manufactured, some of their properties, such as dimensions, porosity, and roughness, are measured, and the results are statistically analyzed using an experimental design. The obtained results suggest that pieces manufactured at low printing speeds exhibit a more precise finish because slower printing allows the layers forming the piece to integrate better. Regarding temperature, although high temperature also helps in better compacting the piece, the lower temperature is sufficient and less aggressive to the piece. Nonetheless, it would be advisable to replicate the experiments more times to ensure the accuracy of the conclusions. Lastly, the economic, environmental, social, and gender impact resulting from the study of the project has also been analyzed to assess its importance and viability