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

Resumen

Con la sorprendente tasa de crecimiento de las tecnologías de fabricación de aditiva (FA), que supera las limitaciones de las técnicas de fabricación tradicionales, la optimización topológica (OT) se ha convertido en una de las herramientas de diseño más potentes. De hecho, permite lograr configuraciones topológicas mejoradas capaces, por ejemplo, de reducir el peso del producto sin perjudicar con ello la funcionalidad o el comportamiento estructural. En los últimos años se ha aplicado la optimización topológica 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 optimización topológica aplicados al diseño de dispositivos personalizados específicos 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 más cómodo de llevar. Se presenta el flujo del trabajo de diseño al completo, desde la definición de las fuerzas aplicadas hasta la optimización de la estructura. El análisis por elementos finitos realizado a la configuración resultante confirma un comportamiento de deformación comparable al de la solución no optimizada pero con una reducción de masa del 59%. La geometría optimizada es fácilmente obtenible con tecnologías de fabricación aditiva. Palabras clave: Diseño para fabricación aditiva, optimización topológica, exoesqueleto de mano.