Proceso de fabricación de prótesis y órtesis mediante impresión 3D con materiales plásticos reciclados.

Juan Pablo Pazmiño Piedra; Ángel Ariel Cedillo Illescas; Danny Steven  Solano Arpi

doi:10.70577/ASCE/2012.2032/2025

Autores/as

Juan Pablo Pazmiño Piedra Universidad Católica de Cuenca https://orcid.org/0000-0003-0069-7680
Ángel Ariel Cedillo Illescas Universidad Católica de Cuenca https://orcid.org/0009-0000-7057-6783
Danny Steven Solano Arpi Universidad Católica de Cuenca https://orcid.org/0009-0004-0766-5619

DOI:

https://doi.org/10.70577/ASCE/2012.2032/2025

Palabras clave:

Contaminación; Impresión; Métodos De Impresión; Tratamiento De Residuos; Rehabilitación Médica; Plásticos; Materiales.

Resumen

La contaminación a causa de plásticos constituye uno de los retos ambientales más serios del siglo XXI, debido a los millones de toneladas de residuos que se producen cada año a nivel global. También otro desafío importante de esta época es la generación de prótesis y órtesis personalizadas, necesarias para mejorar la calidad de vida de muchas personas. Por esto, se buscó desarrollar un proyecto que permita abordar ambas problemáticas de manera simultánea, en este documento se propuso una alternativa sostenible para la fabricación de prótesis y órtesis mediante tecnologías de impresión 3D a partir de plástico reciclado, además se usó una metodología cuantitativa y experimental, que trabajó en el desarrollo y optimización de un sistema para la producción de filamento 3D a partir de plásticos reciclados fragmentados y su viabilidad técnica. Además, se realizó experimentos con diferentes tipos de polímeros reciclables, con especial énfasis en los plásticos tipo 2 y 5, debido a su disponibilidad y propiedades mecánicas favorables para esta aplicación.

La investigación contemplo aspectos relevantes como la elección del material más adecuado, el proceso de extrusión del filamento y su tratamiento posterior para dar lugar a dispositivos médicos personalizados. Esta propuesta no solo contribuye a disminuir el impacto ambiental generado por los residuos plásticos, sino que también ofrece una solución eficiente y económica. Así, se logra un importante aumento en la eficiencia del proceso y una reducción significativa de costos en comparación con los métodos tradicionales de fabricación.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

UNEP, P. d. (2023). Turning off the tap: How the world can end plastic pollution and create a circular economy. Nairobi: UNEP. Obtenido de GLOBAL GOVERNANCE OF PLASTICS AND ASSOCIATED CHEMICALS: https://www.basel.int/Portals/4/Basel%20Convention/docs/plastic%20waste/UNEP-FAO-CHW-RC-POPS-PUB-GlobalGovernancePlastics-2023.pdf

Smith, J. (2020). Recycled plastics in 3D printing: A new frontier for sustainability. Journal of Additive Manufacturing, 233–245.

Giannitelli, S. M., Accoto, D., & Guglielmelli, E. (2021). 3D printing in medical applications: A review of current and emerging uses in prosthetics. Biomedical Engineering Reviews, 15–28.

Gebler, M., Uiterkamp, A. J., & Visser, C. (2020). A global perspective on the environmental benefits of 3D printing in healthcare. Sustainable Manufacturing and Engineering Journal, 101–115.

Saywa, A. (10 de 21 de 2021). Propuesta de prótesis accesibles mediante impresión 3D y materiales reciclados. Proyecto universitario inédito. Quito.

Ragaert, K., Delva, L., & Van Geem, K. (2020). Mechanical and chemical recycling of solid plastic waste. Waste Management, 24–58. DOI: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2017.07.044

Ministry of Public Health of Ecuador. (2022). Disability Project Outcomes Evaluation Report. Quito.

National Council for Disability Equality . (2023). Statistics on Disability in Ecuador. Quito.

Cevallos, A., García, M., & Salazar, S. (2023). Acceso a servicios de salud en zonas rurales del Ecuador: desafíos y oportunidades. Revista Ecuatoriana de Salud Pública, 45–53.

Smith, J., & Johnson, A. (2023). Properties of PLA for 3D Printing. Journal of Polymer Science, 123-130.

Brown, L., & Davis, M. (2024). Thermal and Chemical Resistance of ABS in Additive Manufacturing. Materials Today, 78–85.

Lee, K., & Kim, S. (2023). Flexibility and Elasticity of TPU in 3D Printing Applications . Polymer Engineering Journal, 50–58.

Martinez, R., & Gonzalez, P. (2024). Comparative Study of PETG and Other Polymers for 3D Printing. Journal of Materials Science, 200–210.

Wilson, D., & Thompson, E. (2023). Mechanical Properties and Durability of Nylon in Additive Manufacturing. International Journal of Polymer Science, 300-310.

Garcia, L., Fernandez, P., & Morales, A. (2023). Classification and Processing of Post-Consumer Plastic Waste for Filament Production. Polymer Recycling Journal, 98–110.

Gibson, I., Rosen, D., & Stucker, B. (2021). Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. Springer.

Johnson, K. (2020). Use of recycled plastics in 3D printing. Journal of Sustainable Materials, 12–20.

Perez, J. M., & Smith, L. G. (2025). Advances in polymer composites for electronics. CLEI Electronic Journal, 101–110.

Research. (2023). Mechanical properties of recycled plastics and tires. Scientific Journal Investigate, 2053–2077.

Zhang, Q., & Black, M. S. (2024). Exposure hazards of particles and volatile organic compounds emitted from material extrusion 3D printing. Environment International, 107594. DOI: https://doi.org/10.1016/j.envint.2023.108316

Thompson, M. R., Swan, J. M., & Moore, K. R. (2023). Recycling and Reprocessing of Common Household Plastics: PET, HDPE, PVC, LDPE, and PP. Journal of Polymer