Desarrollo de hilo de material biocompatible para impresión 3D

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dc.contributor.advisorAlberto David Pertuz Comas
dc.contributor.authorLaura Natalia Garcia Lopez
dc.contributor.authorBrayan Julián Paredes Torres
dc.contributor.evaluatorHeller Guillermo Sanchez Acevedo
dc.contributor.evaluatorWilliam Pinto Hernandez
dc.date.accessioned2022-11-15T15:26:19Z
dc.date.available2022-11-15T15:26:19Z
dc.date.created2022-11-13
dc.date.issued2022-11-13
dc.description.abstractEn los últimos años, el uso de la manufactura aditiva en los diferentes sectores de la industria, específicamente en áreas de producción y diseño ha aumentado, en efecto han crecido la cantidad de materiales que se pueden usar. El objetivo de este estudio es desarrollar un filamento biocompatible para impresión 3D, que se presente como una alternativa para la ingeniería biomecánica y de tejidos. Para ello como primera etapa, se definió una matriz polimérica compuesta por ácido poli láctico y reforzada con polvo de hueso porcino obtenido de la columna vertebral y radio. A partir de esto se extruye filamento con tres composiciones diferentes, PLA puro y PLA con refuerzo del 20% y 40%. Seguidamente para caracterizar el material se obtuvieron probetas mediante manufactura aditiva, donde se evidenció que los parámetros de impresión inciden de forma directa en las propiedades mecánicas. Posteriormente, para definir las propiedades mecánicas de cada composición se realizaron ensayos de tracción, indentación e impacto, cuyos resultados presentan que, agregando refuerzo al PLA, se aumenta en un 47% el esfuerzo de fluencia y en un 34% el módulo de elasticidad en las probetas con mayor composición de refuerzo. Adicionalmente, un análisis de microscopia electrónica de barrido evidencia una alta porosidad del material ocasionada por factores no controlables en la extrusión del hilo y en la impresión de las muestras. Para finalizar, un estudio de Espectroscopia de rayos X de energía dispersiva evidencio la composición elemental del material, asegurando que este no induce efectos citotóxicos en seres vivos.
dc.description.abstractenglishIn recent years, the use of additive manufacturing in different sectors of industry, specifically in areas of production and design, has increased, in fact, the number of materials that can be used has grown. The objective of this study is to develop a biocompatible filament for 3D printing, which is presented as an alternative for biomechanical and tissue engineering. For this purpose, as a first step, a polymeric matrix composed of poly lactic acid and reinforced with porcine bone powder obtained from the spine and radius was defined. From this, filament was extruded with three different compositions, pure PLA and PLA with 20% and 40% reinforcement. Next, to characterize the material, specimens were obtained by additive manufacturing, where it was shown that the printing parameters have a direct impact on the mechanical properties. Subsequently, in order to define the mechanical properties of each composition, tensile, indentation and impact tests were carried out. The results showed that, by adding reinforcement to PLA, the yield stress increased by 47% and the modulus of elasticity by 34% in the specimens with the highest reinforcement composition. Additionally, a scanning electron microscopy analysis evidences a high porosity of the material caused by uncontrollable factors in the extrusion of the yarn and in the printing of the samples. Finally, an energy dispersive X-ray spectroscopy study evidenced the elemental composition of the material, assuring that it does not induce cytotoxic effects in living beings.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/12070
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectImpresión 3D
dc.subjectFilamento
dc.subjectBiocompatible
dc.subjectBiopolímero
dc.subjectPLA
dc.subjectCerdo
dc.subject.keyword3D printing
dc.subject.keywordFilament
dc.subject.keywordBiocompatible
dc.subject.keywordBiopolymer
dc.subject.keywordPLA
dc.subject.keywordPig
dc.titleDesarrollo de hilo de material biocompatible para impresión 3D
dc.title.englishDevelopment of biocompatible filament material for 3D printing
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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