Resumen

El fresado óseo es conocido como uno de los procesos de fresado más sensibles en el campo de la ingeniería biomédica. El comportamiento de fractura de este hueso cortical durante el taladrado ha atraído la atención de muchos investigadores; sin embargo, todavía existen preocupaciones inminentes como la necrosis, la rotura de la herramienta y las microfisuras debido a las elevadas fuerzas de corte, los pares y las altas vibraciones durante el taladrado. Este artículo presenta un análisis comparativo de las fuerzas de corte, los pares y las vibraciones resultantes en diferentes muestras de hueso (bovino, porcino y fémur artificial) utilizando un efector de brazo robótico 6dof con consideraciones de sus efectos de rigidez. Los experimentos se realizaron a dos velocidades de husillo de 1000 y 1500 rpm con un diámetro de broca de 2,5 mm y una profundidad de corte de 6 mm. Los resultados obtenidos de las probetas se procesaron y analizaron utilizando los programas MATLAB R2015b y Visio 2000; estos resultados se compararon con un ensayo previo realizado con métodos de taladrado manual y convencional. Los resultados obtenidos muestran que existe un descenso significativo en los valores medios de la fuerza máxima de taladrado para todas las probetas óseas cuando la velocidad del husillo pasa de 1000 rev/min a 1500 rev/min, con un descenso de (20,07 a 12,34 N), aproximadamente 23,85en bovino, (11,25 a 8,14 N) con 16,03en porcino, y (5,62 a 3,86 N) con 33,99en fémur artificial. Los valores medios máximos de torsión también disminuyen de 41,2 a 24,2 N-mm (bovino), 37,0 a 21,6 N-mm (porcino) y 13,6 a 6,7 N-mm (fémur artificial), respectivamente. Al aumentar la velocidad del husillo, también aumenta considerablemente la amplitud de vibración en todas las muestras óseas. La variación de la fuerza de perforación, el par y la vibración en nuestro resultado también confirma que la rigidez de la articulación del efector robótico tiene un efecto negativo en la precisión del hueso durante el proceso de perforación.

• Materias:Inteligencia artificial Big Data Registros médicos electrónicos Acelerómetros Antecedentes teóricos
• Subjects:Artificial intelligence Big Data Electronic medical records Accelerometers Theoretical background
• Palabras claves:fémur artificial, N, N-mm, porcino, resultados, brazo robot efector, campo de la ingeniería biomédica, métodos de perforación convencionales, diferentes muestras óseas, diámetro de la broca
• Keywords:artificial femur, N, N·mm, porcine, results, Robot arm effector, biomedical engineering field, conventional drilling methods, different bone samples, drill bit diameter