Implementacion de herramientas modernas de ingeniería para el diseño y manufactura de férulas personalizadas mediante impresión 3D

dc.contributor.advisorLopéz Vaca , Óscar Rodrigo
dc.contributor.authorArias Bernal , Andrés Felipe
dc.contributor.corporatenameUniversidad Santo Tomás
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000531359
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001941952
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?user=iw2_OH8AAAAJ&hl=es&oi=ao
dc.date.accessioned2025-09-30T11:33:19Z
dc.date.available2025-09-30T11:33:19Z
dc.date.issued2025-09-26
dc.descriptionEl presente trabajo de grado expone la implementación de herramientas modernas de ingeniería para el diseño y fabricación de férulas personalizadas mediante impresión 3D, como una alternativa eficiente, ergonómica y económica frente a los métodos tradicionales de inmovilización con yeso. Se parte de un análisis antropométrico y biomecánico de la mano y muñeca, con el fin de entender sus dinámicas funcionales y estructurales, lo cual permite diseñar dispositivos ortopédicos adaptados a la morfología de cada paciente. Se emplean tecnologías de escaneo tridimensional, utilizando escáneres de luz estructurada, para digitalizar la extremidad afectada. Posteriormente, se realiza el modelado tridimensional de la ortesis en un software CAD, seguido de simulaciones estructurales mediante el método de elementos finitos (FEM), evaluando la resistencia y deformación de la férula ante distintos movimientos y cargas mecánicas. El prototipo fue fabricado con tecnología FDM utilizando ABS, optimizando peso y consumo de material mediante estructuras tipo celosías internas. Los resultados demuestran un diseño funcional con un factor de seguridad elevado y mejoras significativas frente a las férulas tradicionales: reducción de peso, mayor confort, fácil remoción, resistencia al agua y adaptabilidad anatómica. Este trabajo concluye que la manufactura aditiva, combinada con técnicas de escaneo y modelado avanzado, permite desarrollar dispositivos médicos personalizados que mejoran la calidad de vida de los pacientes y optimizan los recursos del sistema de salud.
dc.description.abstractThis study presents the implementation of modern engineering tools for designing and fabricating customized splints, utilizing 3D printing as an efficient, ergonomic, and costeffective alternative to traditional plaster-based immobilization methods. The process begins with an anthropometric and biomechanical analysis of the hand and wrist to understand their functional and structural dynamics, enabling the creation of orthopedic devices tailored to each patient’s unique morphology. Structured light scanning technology is employed to digitize the affected limb, generating a precise 3D representation. A digital model of the orthosis is then developed using computer-aided design (CAD) software, followed by structural simulations through the Finite Element Method (FEM) to assess the splint’s mechanical performance under various movements and loading conditions. The prototype is fabricated using Fused Deposition Modeling (FDM) with ABS material, incorporating internal lattice structures to optimize weight and material usage. The results demonstrate a functional design with a high safety factor and notable improvements over conventional splints, including reduced weight, enhanced comfort, ease of use, water resistance, and anatomical adaptability. This work concludes that additive manufacturing, combined with advanced scanning and modeling techniques, facilitates the development of personalized medical devices that enhance patient quality of life while optimizing healthcare system resources.
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero Mecánicospa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.citationArias Benal, A. F. (2025). Implementacion de herramientas modernas de ingeniería para el diseño y manufactura de férulas personalizadas mediante impresión 3D [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomás]. Repositorio Institucional
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.usta.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11634/69946
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Santo Tomásspa
dc.publisher.branchCRAI-USTA Bogotá
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Mecánicaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecánicaspa
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dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 2.5 Colombiaen
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
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dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.subject.keyword3D Printing
dc.subject.keywordAdditive manufacturing
dc.subject.keywordMechanical properties
dc.subject.lembAplicaciones médicas
dc.subject.lembErgonomía
dc.subject.lembOptimización de recursos en salud
dc.subject.lembIngeniería mecánica
dc.subject.proposalImpresión 3D
dc.subject.proposalManufactura aditiva
dc.subject.proposalPropiedades mecánicas
dc.titleImplementacion de herramientas modernas de ingeniería para el diseño y manufactura de férulas personalizadas mediante impresión 3D
dc.typebachelor thesis
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.coarversionhttp://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.driveinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de gradospa
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