Desarrollo de un modelo matemático que determine el espesor de pared para diseño de prótesis mamarias externas - Yépez Rojas, Carlos Josué (2025)
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.