Universitat Internacional de Catalunya
Laboratori de Prototip de Sistemes Biomèdics
Altres llengües d'impartició: català, castellà
Professorat
Presentació
Des d'aproximadament l'any 2000, la utilització de la fabricació additiva (tecnologia que inclou la impressió 3D) ha crescut molt ràpidament. La fabricació additiva o al costat d'altres tècniques de fabricació ràpida, no sols han permès l'obtenció de prototips de manera ràpida i costos més baixos, sinó que també ens està permetent obtenir noves solucions en molts camps i, sobretot, en el nostre camp de la Bioingeniería.
Requisits previs
Molt recomanat haver superat l'asignatura de Tècniques d'Expressió Gràfica o un curs de disseny amb Solidworks, Rhino 3D, Inventor o similar.
Objectius
- Conèixer els fonaments de la fabricació additiva (FA) de polímers, metalls i ceràmiques, juntament amb arquitectures complexes.
- Comprendre els principis operatius, les capacitats i les limitacions dels mètodes actuals de FA: fusió per làser, modelat per deposició fosa, estereolitografía i injecció.
- Familiaritzar-se amb el flux de treball de FA: eines de disseny computacional, formats d'arxiu, escaneig i caracterització de microestructures.
- Comprendre les regles de disseny clau per a les peces fabricades per FA i comparar (velocitat, qualitat, cost i flexibilitat) FA amb els mètodes de fabricació convencionals, com la mecanització i el modelatge
- Obtenir experiència pràctica amb màquines FA.
- Estudiar aplicacions de FA en dispositius mèdics.
Competències/Resultats d’aprenentatge de la titulació
- CB1 - Que els estudiants hagin demostrat posseir i comprendre coneixements en una àrea d'estudi que parteix de la base de l'educació secundària general, i se sol trobar a un nivell que, si bé es recolza en llibres de text avançats, inclou també alguns aspectes que impliquen coneixements procedents de l'avantguarda del seu camp d'estudi
- CB2 - Que els estudiants sàpiguen aplicar els seus coneixements al seu treball o vocació d'una forma professional i posseeixin les competències que solen demostrar-se per mitjà de l'elaboració i defensa d'arguments i la resolució de problemes dins la seva àrea d'estudi
- CB3 - Que els estudiants tinguin la capacitat de reunir i interpretar dades rellevants (normalment dins la seva àrea d'estudi) per emetre judicis que incloguin una reflexió sobre temes rellevants d'índole social, científica o ètica
- CB4 - Que els estudiants puguin transmetre informació, idees, problemes i solucions a un públic tant especialitzat com no especialitzat
- CB5 - Que els estudiants hagin desenvolupat aquelles habilitats d'aprenentatge necessàries per emprendre estudis posteriors amb un alt grau d'autonomia
- CE10 - Dissenyar estructures fixes i removibles en les aplicacions de pròtesis i ortopròtesis
- CE11 - Avaluar els sistemes i processos de fabricació, metrologia i control de qualitat
- CE4 - Tenir visió espacial i saber aplicar les tècniques de representació gràfica, tant per mètodes tradicionals de geometria mètrica i geometria descriptiva, com mitjançant les aplicacions de disseny assistit per ordinador.
- CE6 - Integrar els fonaments de ciència, tecnologia de materials, tenint en compte la relació entre la microestructura, la síntesi o processat i les propietats dels materials.
- CG1 - Desenvolupar projectes en els àmbits de la Bioenginyeria que tinguin per objecte la concepció, el disseny i la fabricació de pròtesis i ortopròtesis específiques a una patologia o necessitat determinada.
- CG10 - Saber treballar en un entorn multilingüe i multidisciplinari
- CG3 - Tenir capacitat per a l'aprenentatge de nous mètodes i teories i ser versàtil per a l'adaptació a noves situacions.
- CG4 - Resoldre problemes amb iniciativa, presa de decisions, creativitat, raonament crític i de comunicació i transmissió de coneixements, habilitats i destreses en el camp de la Bioenginyeria.
- CG5 - Realitzar càlculs, valoracions, taxacions, peritatges, estudis, informes, plans de labors i altres treballs anàlegs.
- CG8 - Aplicar els principis i mètodes de la qualitat.
- CT2 - Tenir capacitat per relacionar el benestar amb la globalització i la sostenibilitat; aconseguir habilitats per utilitzar de forma equilibrada i compatible la tècnica, la tecnologia, l'economia i la sostenibilitat
- CT3 - Saber comunicar-se de forma oral i escrita amb altres persones sobre els resultats de l'aprenentatge, de l'elaboració del pensament i de la presa de decisions; participar en debats sobre temes de la pròpia especialitat
- CT4 - Ser capaç de treballar com a membre d'un equip interdisciplinari, ja sigui com un membre més o realitzant tasques de direcció, amb la finalitat de contribuir a desenvolupar projectes amb pragmatisme i sentit de la responsabilitat, assumint compromisos tenint en compte els recursos disponibles
- CT6 - Detectar deficiències en el propi coneixement i superar-les mitjançant la reflexió crítica i l'elecció de la millor actuació per ampliar aquest coneixement.
- CT7 - Dominar una tercera llengua, habitualment l'anglès, amb un nivell adequat oral i escrit i d'acord amb les necessitats que tindran els titulats i titulades
Resultats d’aprenentatge de l’assignatura
A final de curs, l'estudiant haurà de ser capaç de:
- Entendre les principals tècniques de la fabricació 3D i la caracterització de materials biològics i biomaterials.
- Conèixer el disseny, el procés i el flux de treball de les tècniques de prototips i la manufactura additiva.
Continguts
- Introducció a la fabricació additiva
- Processos de fabricació additiva
- Aplicacions de la fabricació additiva
- Disseny personalitzat a cada pacient
- Programari i sistemes
- Disseny de tintes per impressió 3D
- Estudis de cas de FA
Metodologia i activitats formatives
Modalitat totalment presencial a l'aula
L'assignatura combina unes poques classes teòriques amb un major número de pràctiques. Aquestes es completen amb el treball individual o autònom i el treball en grup.
Les classes teòriques i pràctiques pretenen introduir als estudiants als conceptes bàsics de la disciplina i donar un caràcter instructiu i informatiu, donant un enfocament pràctic, convidant a reflexionar i donar resposta al problema plantejat. Durant les sessions pràctiques, es treballarà en una llibreta de laboratori on els alumnes anotaran tot tipus de càlculs, dades i notes necessàries durant la sessió pràctica. Al final de cada sessió, la llibreta haurà de ser supervisada i segellada pel professor. Els alumnes hauran de presentar la llibreta de laboratori al professor periòdicament i informes relacionats amb les pràctiques (dates a concretar).
El procés d'aprenentatge autònom es desenvolupa també utilitzant la plataforma Moodle en el qual s'inclouen diversos recursos, com poden ser qüestionaris, treballs per a fer en grup, debats, exercicis proposats, vídeos...
El treball en grup es treballa fora de les hores lectives on es treballarà una aplicació de la impressió 3D en el camp de la Bioenginyeria, seguint les pautes que es marquin pel professor.
Les classes s'impartiran en anglès, encara que els dubtes dels alumnes es respondran en l'idioma que prefereixi (castellà, català o anglès). A més, l'alumne ha de realitzar els exercicis, els treballs i els exàmens en anglès. El material didàctic estarà en anglès principalment, a excepció d'articles o gràfics que poden estar en castellà, català o anglès.
Els alumnes podran utilitzar calculadora, formulari i la seva propia llibreta de laboratori durant els exàmens. El formulari només podrà contenir fórmules, no explicacions.
Sistemes i criteris d'avaluació
Modalitat totalment presencial a l'aula
A la primera convocatòria:
Llibreta de laboratori: 30%
Informes de pràctiques: 20%
Participació a classe i Presentacions: 10%
Projecte: 10%
Examen final: 30%
A altres convocatòries: mateix sistema que a la primera convocatòria.
Consideracions importants:
1. Plagi, copiar o qualsevol altra acció que es pugui considerar parany (per exemple, treballs elaborats per IA) suposarà un zero en aquest apartat d'avaluació. Als exàmens suposarà el suspens immediat de l'assignatura.
2. Per aprovar el curs s'ha d'assolir un 5.0 en el càlcul total i una nota mínima de 4.0 a totes les parts avaluables de l'assignatura. Si no s'arriba al 4.0, l'apartat corresponent tindrà un zero per calcular la nota final de l'assignatura.
3. L'assistència ha de ser per sobre del 85% per aprovar l'assignatura. Si l'alumne falta a alguna sessió, no podrà recuperar aquesta i tampoc podrà presentar la llibreta i/o l'informe corresponent a aquesta sessió.
4. Aquelles tasques avaluables presentades fora de termini rebran un 50% de la nota. Si el lliurament supera 24 hores de retard, la nota serà zero.
5. Els estudiants d'intercanvi (Erasmus i altres) o repetidors estaran sotmesos a les mateixes condicions que la resta d'alumnat. Això és especialment rellevant pel que fa al calendari, les dates d'exàmens i el sistema d'avaluació.
6. En segona convocatòria no es podrà obtenir la qualificació de "Matrícula d'Honor", de manera que la qualificació màxima serà d'"Excel·lent".
7. Si no pot assistir a una sessió, no pot entregar la llibreta de laboratori per aquesta sessió específica. Les llibretes són individuals y NO grupals encara que algunes figures de resultats poden ser les mateixes pel grup.
Bibliografia i 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.
Període d'avaluació
- E1 17/05/2023 I3 14:00h
- E2 21/06/2023 I1 14:00h