Universitat Internacional de Catalunya
Laboratorio de Prototipo de Sistemas Biomédicos
Otras lenguas de impartición: catalán, castellano
Profesorado
Presentación
Desde aproximadamente el año 2000, la utilización de la impresión 3D ha crecido muy rápidamente. La impresión 3D, junto otras técnicas de fabricación aditiva o fabricación rápida, no sólo han permitido la obtención de prototipos de forma rápida y costes más bajos, sino que también nos está permitiendo obtener nuevas soluciones en muchos campos y, sobretodo, en nuestro campo de la Bioingeniería.
Requisitos previos
Es muy recomendable haber superado la asignatura de Técnicas de Expresión Gráfica o un curso de diseño con Solidworks, Rhino 3D, Inventor o similar.
Objetivos
- Conocer los fundamentos de la fabricación aditiva (FA) de polímeros, metales y cerámicas, junto con arquitecturas complejas.
- Comprender los principios operativos, las capacidades y las limitaciones de los métodos actuales de FA: fusión por láser, modelado por deposición fundida, estereolitografía y inyección.
- Familiarizarse con el flujo de trabajo de FA: herramientas de diseño computacional, formatos de archivo, escaneo y caracterización de microestructuras.
- Comprender las reglas de diseño clave para las piezas fabricadas por FA y comparar (velocidad, calidad, coste y flexibilidad) FA con los métodos de fabricación convencionales, como el mecanizado y el moldeo.
- Obtener experiencia práctica con máquinas FA.
- Estudiar aplicaciones de FA en dispositivos médicos.
Competencias/Resultados de aprendizaje de la titulación
- CB1 - Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
- CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
- CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
- CB4 - Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
- CB5 - Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía
- CE10 - Diseñar estructuras fijas y removibles en las aplicaciones de prótesis y ortoprótesis
- CE11 - Evaluar los sistemas y procesos de fabricación, metrología y control de calidad
- CE4 - Tener visión espacial y saber aplicar las técnicas de representación gráfica, tanto por métodos tradicionales de geometría métrica y geometría descriptiva, como mediante las aplicaciones de diseño asistido por ordenador.
- CE6 - Integrar los fundamentos de ciencia, tecnología de materiales, teniendo en cuenta la relación entre la microestructura, la síntesis o procesado y las propiedades de los materiales.
- CG1 - Desarrollar proyectos en los ámbitos de la Bioingeniería que tengan por objeto la concepción, el diseño y la fabricación de prótesis y ortoprótesis específicas a una patología o necesidad determinada.
- CG10 - Saber trabajar en un entorno multilingüe y multidisciplinar
- CG3 - Tener capacidad para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías y ser versátil para la adaptación a nuevas situaciones.
- CG4 - Resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad, razonamiento crítico y de comunicación y transmisión de conocimientos, habilidades y destrezas en el campo de la Bioingeniería.
- CG5 - Realizar cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planes de labores y otros trabajos análogos.
- CG8 - Aplicar los principios y métodos de la calidad.
- CT2 - Tener capacidad para relacionar el bienestar con la globalización y la sostenibilidad; lograr habilidades para utilizar de forma equilibrada y compatible la técnica, la tecnología, la economía y la sostenibilidad.
- CT3 - Saber comunicarse de forma oral y escrita con otras personas sobre los resultados del aprendizaje, de la elaboración del pensamiento y de la toma de decisiones; participar en debates sobre temas de la propia especialidad
- CT4 - Ser capaz de trabajar como miembro de un equipo interdisciplinar, ya sea como un miembro más o realizando tareas de dirección, con la finalidad de contribuir a desarrollar proyectos con pragmatismo y sentido de la responsabilidad, asumiendo compromisos teniendo en cuenta los recursos disponibles
- CT6 - Detectar deficiencias en el propio conocimiento y superarlas mediante la reflexión crítica y la elección de la mejor actuación para ampliar dicho conocimiento.
- CT7 - Dominar una tercera lengua, habitualmente el inglés, con un nivel adecuado oral y escrito y en consonancia con las necesidades que tendrán los titulados y tituladas
Resultados de aprendizaje de la asignatura
Al finalizar el curso, el estudiante deberá ser capaz de:
- Entender las principales técnicas de la fabricación 3D y la caracterización de materiales biológicos y biomateriales.
- Conocer el diseño, el proceso y el flujo de trabajo de las técnicas de prototipado y la manufactura aditiva.
Contenidos
- Introducción a la fabricación aditiva
- Procesos de fabricación aditiva
- Aplicaciones de la fabricación aditiva
- Diseño personalizado a cada paciente
- Software y sistemas
- Diseño de tintas para impresión 3D
- Estudios de caso de FA en la industria
Metodología y actividades formativas
Modalidad totalmente presencial en el aula
La asignatura combina unas pocas clases teóricas con un mayor número de prácticas. Estas se completan con el trabajo individual o autónomo y el trabajo en grupo.
Las clases teóricas y prácticas pretenden introducir a los estudiantes a los conceptos básicos de la disciplina y dar un carácter instructivo e informativo, dando un enfoque práctico, invitando a reflexionar y dar respuesta al problema planteado. Durante las sesiones prácticas, se trabajará en una libreta de laboratorio donde los alumnos anotarán todo tipo de cálculos, datos y notas necesarias durante la sesión práctica. Al final de cada sesión, la libreta tendrá que ser supervisada y sellada por el profesor. Los alumnos tendrán que presentar la libreta de laboratorio al profesor periódicamente e informes relacionados con las prácticas (fechas a concretar).
El proceso de aprendizaje autónomo se desarrolla también utilizando la plataforma Moodle en el que se incluyen diversos recursos, como pueden ser cuestionarios, trabajos para hacer en grupo, debates, ejercicios propuestos, videos...
El trabajo en grupo se trabaja fuera de las horas lectivas donde se trabajará una aplicación de la impresión 3D en el campo de la Bioingeniería, siguiendo las pautas que se marquen por el profesor.
Las clases se impartirán en inglés, aunque las dudas de los alumnos se responderán en el idioma que prefiera (castellano, catalán o inglés). Además, el alumno debe realizar los ejercicios, los trabajos y los exámenes en inglés. El material didáctico estará en inglés principalmente, a excepción de artículos o gráficos que pueden estar en castellano, catalán o inglés.
Los alumnos podrán utilizar calculadora, formulario y su propia libreta de laboratorio durante los exámenes. El formulario sólo podrá contener fórmulas, no explicaciones.
Sistemas y criterios de evaluación
Modalidad totalmente presencial en el aula
En primera convocatoria:
Libreta de laboratorio: 30%
Informes de prácticas: 20%
Participación en clase y Presentaciones: 10%
Proyecto: 10%
Examen final: 30%
En otras convocatorias: mismo sistema que en primera convocatoria.
Consideraciones importantes:
1. Plagio, copiar o cualquier otra acción que se pueda considerar trampa (por ejemplo, trabajos elaborados por IA) supondrá un cero en ese apartado de evaluación. En los exámenes o los informes supondrá el suspenso inmediato de la asignatura.
2. Para aprobar el curso se debe alcanzar un 5.0 en el cálculo total y una nota mínima de 4.0 en todas las partes evaluables. Si no se llega a esta nota, el apartado correspondiente tendrá un cero para calcular la nota final de la asignatura.
3. La asistencia tiene que ser por encima del 85% para aprobar la asignatura. Si el alumno falta a alguna sesión, no podrá recuperar esta y tampoco podrá presentar la libreta y/o el informe correspondiente a esta sesión.
4. Aquellas tareas evaluables presentadas fuera de plazo recibirán un 50% de la nota. Si la entrega supera 24 horas de retraso, la nota será cero.
5. Los estudiantes de intercambio (Erasmus y otros) o repetidores estarán sometidos a las mismas condiciones que el resto del alumnado. Esto es especialmente relevante por lo que respecta al calendario, las fechas de exámenes y el sistema de evaluación.
6. En segunda convocatoria no se podrá obtener la calificación de "Matrícula de Honor", por lo que la calificación máxima será de "Excelente".
7. Si no puede asistir a una sesión, no puede entregar la libreta de laboratorio para esta sesión específica. Las libretas son individuales y NO grupales, aunque algunas figuras de resultados pueden ser del grupo.
Bibliografía y recursos
Groover, M. Fundamentals of Moderm Manufacturing. 6th Ed. Lehigh University: WILEY, 2015. ISBN 9781119128694.
Atala, A. & Yoo, J. Essentials of 3D Biofabrication and Translation. Wake Forest: Academic Press, 2015. ISBN 9780128009727.
Gibson, I., Rosen, D. & Stucker B. Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. 2nd Ed. Springer, 2014. ISBN 978-1-4939-2112-6.
Periodo de evaluación
- E1 17/05/2023 I3 14:00h
- E2 21/06/2023 I1 14:00h