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Desarrollo de un modelo matemático que determine el espesor de pared para diseño de prótesis mamarias externas

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dc.contributor.author Yépez Rojas, Carlos Josué
dc.contributor.author Helguero Alcivar, Carlos Gabriel, Director
dc.date.accessioned 2026-02-23T20:45:00Z
dc.date.available 2026-02-23T20:45:00Z
dc.date.issued 2025
dc.identifier.citation Yépez Rojas C.J. (2025) Desarrollo de un modelo matemático que determine el espesor de pared para diseño de prótesis mamarias externas [Proyecto Integrador] Escuela Superior Politécnica del Litoral es_EC
dc.identifier.uri http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/67784
dc.description El diseño de prótesis mamarias externas a menudo se basa en métodos empíricos o sugerencias de software de impresión, lo que puede resultar en espesores de pared inadecuados: demasiado finos, que se deforman fácilmente, o demasiado gruesos, que resultan pesados e incomodos. En este trabajo se desarrolla un modelo matemático basado en el análisis del esfuerzo de flexión para calcular el espesor ´optimo de pared, relacionando dimensiones geométricas y propiedades mecánicas del material. El modelo considero la prótesis dividida en dos secciones geométricas (la mitad de cono el´ıptico y un cuarto de elipsoide) y calculo el momento flector, el momento de inercia y la distancia a eje neutro para determinar el espesor requerido. Este se evaluó mediante simulaciones por elementos finitos en distintos programas de diseño mecánico, utilizando prototipos digitales de escaneos 3D reales, aplicando un factor de corrección geométrico para compensar la asimetría anatómica. Los resultados mostraron que el espesor aumenta con el tamaño de copa y la presión o fuerza aplicada, y que el modelo ajustado posee una precisión con un error menor al 22 %. Además, se presenta un análisis financiero que confirma la viabilidad comercial del producto con un precio competitivo y un retorno de inversión atractivo. es_EC
dc.description.abstract The design of external breast prostheses is often based on empirical methods or suggestions from printing software, which can result in inadequate wall thicknesses: too thin, leading to easy deformation, or too thick, making them heavy and uncomfortable. In this work, a mathematical model is developed based on bending stress analysis to calculate the optimal wall thickness, relating geometric dimensions and mechanical properties of the material. The model considered the prosthesis divided into two geometric sections (half of an elliptical cone and a quarter of an ellipsoid) and calculated the bending moment, the moment of inertia, and the distance to the neutral axis to determine the required thickness. It was evaluated through finite element simulations in different mechanical design software, using digital prototypes from real 3D scans and applying a geometric correction factor to compensate for anatomical asymmetry. The results showed that the thickness increases with cup size and applied pressure or force, and that the adjusted model achieves an accuracy with an error of less than 22%. Additionally, a financial analysis is presented, confirming the commercial viability of the product with a competitive price and an attractive return on investment. Key Words: External breast prostheses, mathematical model, wall thickness, finite element simulation, additive manufacturing. II es_EC
dc.publisher ESPOL.FIMCP es_EC
dc.subject Prótesis mamarias externas es_EC
dc.subject Modelo matemático es_EC
dc.subject Espesor de pared es_EC
dc.subject Simulación por elementos finitos es_EC
dc.subject Manufactura aditiva es_EC
dc.title Desarrollo de un modelo matemático que determine el espesor de pared para diseño de prótesis mamarias externas es_EC
dc.type Thesis es_EC
dc.identifier.codigoespol T-115714
dc.identifier.codigoproyectointegrador INGE-2958


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