Formulario Desafío: NT80

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DESAFÍO UNIVERSIDAD - EMPRESA 2023

Esta necesidad tecnológica forma parte del Concurso de Proyectos de I+D+i y/o consultoría en colaboración Universidad – Empresa “Desafío Universidad Empresa” 2023 organizado por la Fundación Universidades y Enseñanzas Superiores de Castilla y León.

Referencia: NT80

Tipo de Entidad: Emprendedor

Título del proyecto

Extrusor de polímeros en formato pellet para impresión 3D dirigido a la fabricación de biomodelos en el sector sanitario.

Acrónimo EXTERPE

Resumen

Área de interés principal de la demanda

Tecnologías y ciberseguridad - N/A

Los modelos realistas anatómicos, son recreaciones impresas del paciente para que profesionales puedan visualizar, entrenar y enseñar entre otras muchas cosas el procedimiento quirúrgico. El principal problema es la fata de realismo que ofrecen dichos modelos debido a la poca tipología de filamentos de plásticos que ofrece la FFF. Este problema puede ser resuelto y mejorado, si la impresión se realiza con toda la tipología de plásticos que ofrece la industria en formato pellets. Por lo que es necesaria una herramienta que pueda extruir dicho material para aumentar el grado de realidad de los modelos, recreando múltiples partes del cuerpo mejorando la experiencia del usuario y así mejorando las intervenciones quirúrgicas.

Áreas de interés secundarias

Salud y Atención social - N/A

DESCRIPCIÓN DE LA NECESIDAD DEMANDADA

1.- Descripción de la demanda tecnológica.

Las FA (Fabricación Aditiva) más concretamente la FFF (Fabricación con Filamento Fundido), no es capaz de realizar impresiones 3D realistas de partes anatómicas debido a la pocas tipologías de filamentos que utilizan como materia prima de impresión, por lo que es necesario una herramienta que permita imprimir con los plásticos que sí son semejantes visual y mecánicamente. En la industria de inyección de plástico o en los centros tecnológicos del plástico tienen y desarrollan plásticos que se asemejan a texturas, colores y propiedades mecánicas a los órganos del cuerpo humano.

Por lo tanto, es necesario el desarrollo de un cabezal de extrusión de pellets que pueda ser montado en una impresora 3D que se comercializa actualmente. Esto conlleva la realización de un diseño 3D de todas las partes que compongan el cabezal extrusor como por ejemplo el tornillo, barrel, tolva, sistema calentador, refrigeración o el sistema de movimiento. Será fundamental la simulación numérica del plástico en el proceso que se da en el interior (transporte, compresión y dosificación) ayudando a obtener los parámetros óptimos de fabricación de los componentes como los parámetros de impresión 3D en el proceso de impresión.

2.- Antecedentes.

La impresión mediante FFF no permite obtener el nivel de realismo que piden el sector sanitario, lo que ha impulsado la búsqueda de nuevos plásticos en formato de filamento, el TPU (Poliuretano termoplástico) fue un candidato, pero no permite recrear toda una gama de modelos con diferente grado de dureza y color. Se contactó con empresas del sector plástico que ofrecieron una gran selección de termoplástico con posibilidad de variar sus propiedades mecánicas y visuales, estos plásticos se encuentran enfocados a la fabricación mediante inyección.
Esto ha provocado la alta necesidad de desarrollar un extrusor de tornillo que nos permita ofrecer un servicio de impresión de alta calidad y realismo, hasta la fecha se ha probado ciertos cabezales de pellets sin buenos resultados, los atascos frecuentes y la limitación de dimensiones de los pellets que se pueden introducir nos conduce al propio desarrollo del cabezal.

3.- Posibles enfoques del proyecto de investigación.

La necesidad de probar nuevos materiales nos ayuda a poder ofrecer nuevas soluciones más fieles a la realidad, pero esto se traduce en la búsqueda y resolución de los problemas que conlleva la utilización de nuevos materiales, la necesidad de obtener la caracterización del material (reológica, propiedades mecánicas… ) y cómo afectan éstas al funcionamiento del extrusor, hace que se necesite de la colaboración de expertos para la obtención de todos los parámetros necesarios así como de las modificaciones. Poder obtener una carta de parámetros de los diferentes termoplásticos aportaría una base científico-tecnológico a la hora de escoger un plástico para recrear un órgano que se demande desde el servicio hospitalario.

4.- Enfoques sin interés

N/D

PALABRAS CLAVE: Extrusor de pellets, Fabricación Aditiva, Modelos realistas anatómicos, FPF (Fabricación con Pellets Fundido)

Si desea remitir una propuesta de solución tecnológica (proyecto de investigación y/o consultoría) deberá remitirla en los terminos establecidos en la convocatoria hasta el 29 de enero de 2024 incluido (plazo ampliado).

Demanda Tecnológica en formato pdf: www.redtcue.es/desafio/demandas/nt80