Thesis ESTUDIO DE PRE-FACTIBILIDAD TÉCNICA Y ECONÓMICA DE LA MANUFACTURA ADITIVA POR HAZ DE ELECTRONES COMO MÉTODO DE FABRICACIÓN DE PRÓTESIS MÉDICAS A PARTIR DE POLVOS DE TI-6AL-4V
Date
2020
Authors
VALENZUELA ARANCIBIA, HERNÁN FELIPE LEONIDAS
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Se realizó una evaluación de pre-factibilidad técnica y económica sobre la manufactura aditiva por haz de electrones (electron beam melting, EBM) como método de fabricación de prótesis médicas a partir de polvos de Ti-6Al-4V. A nivel técnico, en general, se logró alcanzar los mínimos exigidos por la norma ASTM F137-13 en cuanto a propiedades mecánicas (860 (MPa) de UTS, 795 (MPa) de esfuerzo de fluencia, y 10% elongación) y microestructura de piezas de Ti-6Al-4V fabricadas por EBM as-built. No obstante, defectos de fabricación como porosidad indeseada y rugosidad deben tratarse para alcanzar los mínimos a través de control de parámetros, tamaño de polvo de materia prima y post-tratamientos termomecánicos para evitar fallas por fatiga. Otro problema a nivel técnico es que existe inconsistencia en los resultados obtenidos dada la sensibilidad a la variación de variables y parámetros de proceso, tales como tamaño de polvo, velocidad de escaneo, energía de entrada, entre otros.
Se planteó un anteproyecto para evaluar una planta manufacturera de prótesis de reemplazo de cadera total no cementada de Ti6Al4V fabricadas a través de EBM. Se estudiaron 3 casos: el primer caso consideró un subsidio total de la inversión inicial, y el segundo y tercer caso consideraron un préstamo a 3 y 5 años respectivamente para pagar la inversión inicial. Los valores de VAN obtenidos en (CLP) son $511,614,432, $56,159,555 y $74,365,903 correspondiente al primer, segundo y tercer caso respectivamente. Los valores de TIR obtenidos son 33.9%, 16.6% y 17.3% correspondiente para el primer, segundo y tercer caso, respectivamente. La inversión inicial se recupera en 3 años y 1 mes para el primer caso, 5 años y 7 meses para el segundo caso, y 5 años y 9 meses para el tercer caso. Se puede concluir que existe viabilidad económica, sin embargo, existen condiciones que condicionan esta viabilidad económica, tales como la alta inversión inicial y un horizonte largo de retorno de inversión en los casos planteados, por lo que se requiere un estudio más completo
Description
Keywords
TI-AL-4V , TITANIO , MANUFACTURA ADITIVA , HAZ DE ELECTRONES , PRÓTESIS , EBM , HAZ DE ELECTRONES