Problemas en la selección de materiales y diseño

PROBLEMAS EN LA SELECCIÓN DE MATERIALES Y DISEÑO

1. Considere el componente habitual de una bombilla:

a) Identifique varios componentes críticos de este elemento.

* Dos contactos metálicos
* Dos cables rígidos
* Fino filamento de metal
* Una montura de vidrio
* Capsula de cristal
* Gas inerte

b) Determine el material seleccionado para componentecrítico.

* Dos contactos metálicos
* Dos cables rígidos
* Fino filamento de metal, el material utilizado normalmente en todas las bombillas de incandescencia es el Tungsteno, Tungsteno porque tiene un increíble aguante a estas temperaturas, el filamento es de unos 2 metros de largo, pero una centésima parte de pulgada de espesor.
* Una montura de vidrio
* Capsula de cristal
*Gas inerte, Tungsteno o Argón, ya no reaccionan, por lo que no hay peligro de que combinados entren en combustión.

c) Diseñe un procedimiento para montar la bombilla.

* Depositar los gases inertes en la capsula de cristal.
* Posicionar los cables rígido y dar forma al solenoide del filamento metálico
* Ensamblar lo ya hecho a los dos contactos metálico.
* Colocar estaestructura dentro la montura de vidrio.
* Finalmente cerrar al vacio, para evitar interrupciones por macropartículas.

2. La artroplastia total de cadera (THA) es el procedimiento de sustitución total de una cadera dañada por una prótesis artificial.

a) Identifique los componentes reemplazados en la THA.

El componente femoral: es un vástago que se introduce en el interior del canalmedular previamente labrado; para ello será necesario extirpar la cabeza del fémur.

Cabeza o componente cefálico: Esto es una esfera que se acopla al vástago. En ciertas prótesis el vástago y la cabeza son una misma pieza.

Componente acetabular: Este es el que sustituye la parte de la articulación de la cadera unida a la pelvis. Es una esfera hueca que se adapta perfectamente a la cabeza ocomponente cefálico.

b) Identifique el material o materiales empleados en la fabricación de cada componente y las razones por las cuales se emplean.

El componente femoral o vástago generalmente será de un material metálico como el acero o el titanio, debe ser un material especialmente resistente ya que es el encargado de transmitir todo el peso del cuerpo al fémur.

La cabeza ocomponente cefálico debe ser de un material que permita crear una superficie muy lisa y resistente al desgaste. Cuanto más lisa sea a superficie de la cabeza, menor será la fricción que ofrece al movimiento por lo tanto menor será el desgaste a lo largo del tiempo. Los materiales que se suelen utilizar son la cerámica, el acero y el polietileno de alta densidad (que es una especie de plástico muy duro).El componente acetabular: Este suele tener dos vertientes, la parte que se une al hueso que generalmente es metálica para ofrecer una buena resistencia a la transmisión de las cargas: acero, titanio, tantalio, etc. La parte que está en contacto con la cabeza que deberá ser lisa y ofrecer una mínima fricción y resistencia al desgaste: que podrá ser de cerámica o de polietileno.

No existendiferencias importantes en cuanto al resultado clínico de los diferentes materiales usados en las prótesis, la elección de estos deberá realizarla siempre el cirujano basándose en las características particulares de cada paciente así como en su experiencia personal y preferencias.

c) Mencione cuales son algunos de los factores que el ingeniero de materiales debe tomar en cuenta en la selecciónde material.

* Biocompatibilidad.
* Resistencia a la corrosión en el medio biológico.
* Propiedades mecánicas y físicas compatibles con su función específica en el cuerpo humano.
* Resistentes a la fatiga para las aplicaciones de cargas cíclicas.
* Óseo integración.

3. Se considera que los transistores han causado una revolución en la electrónica y, en consecuencia,...