ENFOQUE DE INGENIERÍA ASISTIDA POR ORDENADOR (CAE) PARA LA OPTIMIZACIÓN TOPOLÓGICA DE LA ESTRUCTURA SOPORTE PARA UN EXOESQUELETO DE MANO

Abstract

Con la sorprendente tasa de crecimiento de las tecnologias de fabricacion de aditiva (FA), que supera las limitaciones de las tecnicas de fabricacion tradicionales, la optimizacion topologica (OT) se ha convertido en una de las herramientas de diseno mas potentes. De hecho, permite lograr configuraciones topologicas mejoradas capaces, por ejemplo, de reducir el peso del producto sin perjudicar con ello la funcionalidad o el comportamiento estructural. En los ultimos anos se ha aplicado la optimizacion topologica con resultados alentadores en una gran variedad de campos, incluido el de la salud. El objetivo de este trabajo es demostrar la eficacia de los enfoques de la optimizacion topologica aplicados al diseno de dispositivos personalizados especificos para cada paciente. En el presente trabajo se expone el desarrollo de una estructura de soporte optimizada para fijar un exoesqueleto de una mano a pacientes que han perdido o reducido la movilidad de este miembro. El objetivo es minimizar la masa total del dispositivo, asegurando una rigidez y resistencia adecuadas, con el fin de obtener un dispositivo mas comodo de llevar. Se presenta el flujo del trabajo de diseno al completo, desde la definicion de las fuerzas aplicadas hasta la optimizacion de la estructura. El analisis por elementos finitos realizado a la configuracion resultante confirma un comportamiento de deformacion comparable al de la solucion no optimizada pero con una reduccion de masa del 59%. La geometria optimizada es facilmente obtenible con tecnologias de fabricacion aditiva. Palabras clave: Diseno para fabricacion aditiva, optimizacion topologica, exoesqueleto de mano.