Abstract: The generation of electric power through internal combustion engines plays an important role in the world economy. Exhaust cases and valves are critical engine components and are subjected to high pressures and temperatures. The additive remanufacturing technology of mechanical components that have reached the end of their useful life due to wear, through the L-DED laser directed energy deposition method, proves to be an effective method to obtain spare parts with similar or even superior characteristics to a new part, extending the product life cycle in the circular economy. The process consists of obtaining 3D models through reverse engineering, additive remanufacturing by L-DED and final machining. It was determined through the study that this methodology can be successfully applied to the exhaust boxes and valves of internal combustion engines for electric generation. The results obtained have shown that this remanufacturing method is an effective solution for the recovery of exhaust boxes and valves that have completed their useful life and can be applied to other engine elements, reducing the cost of the spare part compared to a new one and bringing with it important environmental benefits. In reference to the remanufacturing time, it has been determined that the application of the L-DED process in the exhaust boxes and valves is 3943 and 3677 s respectively. In addition to this time, the time used in the initial preparation and final machining must be added; however, the time is substantially less than the manufacturing of a new spare part, which brings with it an increase in the availability of these spare parts to perform scheduled maintenance in the engines for power generation, contributing to improve the efficiency of the national electric system.

Resumen: La generación de energía eléctrica a través de motores de combustión interna juega un rol importante en la economía mundial. Las cajas y válvulas de escape son componentes críticos del motor y están sometidos a altas presiones y temperaturas. La tecnología de remanufactura aditiva de componentes mecánicos que han finalizado su vida útil debido al desgaste, a través del método de deposición de energía dirigida por láser L-DED, resulta ser un método eficaz para conseguir repuestos con características similares e incluso superiores a un repuesto nuevo extendiendo el ciclo de vida del producto en la economía circular. El proceso consiste en la obtención de los modelos 3D a través de ingeniería inversa, remanufactura aditiva por L-DED y mecanizado final. Se determinó a través del estudio que esta metodología se puede aplicar con éxito en las cajas y válvulas de escape de los motores de combustión interna para generación eléctrica. Los resultados obtenidos han demostrado que este método de remanufactura es una solución eficaz para la recuperación de cajas y válvulas de escape que han finalizado su vida útil y puede ser aplicado a otros elementos de los motores reduciendo el costo del repuesto en comparación con un nuevo y trayendo consigo beneficios ambientales importantes. En referencia al tiempo de remanufactura se ha determinado que la aplicación del proceso L-DED en las cajas y válvulas de escape son de 3943 y 3677 s respectivamente, adicional a este tiempo se debe sumar el tiempo empleado en la preparación inicial y maquinado final, sin embargo, el tiempo es sustancialmente inferior a la fabricación de un repuesto nuevo lo que trae consigo un incremento de la disponibilidad de estos repuestos para realizar los mantenimientos programados en los motores para generación de energía contribuyendo en mejorar la eficiencia del sistema eléctrico nacional.

RESUMEN El propósito de este trabajo fue presentar una Fileteadora-Extrusora capaz de utilizar botellas de plástico PET (Tereftalato de polietileno) como materia prima para convertirlo en filamento para impresión 3D. Este proyecto implicó el ensamblaje del dispositivo, un estudio previo para determinar las condiciones generales de las botellas recolectadas para comprobar si son aptas para ser utilizadas en una impresora 3D luego de ser reciclada por nuestra máquina, determinar la situación actual de la cobertura del reciclaje del plástico y las condiciones generales de las botellas recolectadas. El prototipo fue construido de diversos componentes reciclados conformados por las siguientes partes físicas: Un bloque calentador o hotend, un motor de limpia parabrisas, una pantalla LCD 20x4, sensores y microcontrolador. Este dispositivo emplea un Arduino programado de tal manera a que el sistema tenga la capacidad de controlar la temperatura mediante la cual se calienta el filamento por medio de un control PID. El producto obtenido de PET con la máquina montada ha sido sometido a ensayo de tracción siguiendo la norma ASTM para verificación de la resistencia del material.

ABSTRACT The purpose of this project was to present a Filament Extruder capable of using PET (Polyethylene Terephthalate) plastic bottles as raw material to convert them into filament for 3D printing. This project involved assembling the device, conducting a preliminary study to determine the general conditions of the collected bottles to verify if they were suitable for use in a 3D printer after being recycled by our machine, and evaluating the current state of plastic recycling coverage and the conditions of the collected bottles. The prototype was constructed from various recycled components, consisting of the following physical parts: a hotend, a windscreen wiper motor, a 20x4 LCD screen, sensors, and a microcontroller. The device uses a programmed Arduino, enabling the system to control the temperature at which the filament is heated via PID control. The PET product obtained from the machine has undergone a tensile test according to ASTM standards to verify the material's strength.

ABSTRACT This study presented a systematic review of the literature on CNC technology integration in the context of Industry 4.0, assessing its impact on modern manufacturing. A search was conducted in academic databases, followed by an analysis and synthesis of the information collected. The methodology included the application of the Kitchenham method for systematic review, complemented by a case study in an Ecuadorian company and a survey of professionals in the sector. The review identified the main benefits, challenges and future trends of this technological integration. It was concluded that CNC-Industry 4.0 convergence offers significant potential to improve efficiency, flexibility and quality in manufacturing, although organizational and technical challenges remain. The review also revealed promising areas for future research, including integration with additive manufacturing and the application of artificial intelligence in CNC processes.

RESUMEN Este estudio presentó una revisión sistemática de la literatura sobre la integración de la tecnología CNC en el contexto de la Industria 4.0, evaluando su incidencia en la manufactura moderna. Se realizó una búsqueda en bases de datos académicas, seguida de un análisis y síntesis de la información recopilada. La metodología incluyó la aplicación del método de Kitchenham para la revisión sistemática, complementada con un estudio de caso en una empresa ecuatoriana y una encuesta a profesionales del sector. La revisión identificó los principales beneficios, desafíos y tendencias futuras de esta integración tecnológica. Se concluyó que la convergencia CNC-Industria 4.0 ofrece un potencial significativo para mejorar la eficiencia, flexibilidad y calidad en la manufactura, aunque persisten desafíos organizacionales y técnicos. La revisión también reveló áreas prometedoras para futuras investigaciones, incluyendo la integración con fabricación aditiva y la aplicación de inteligencia artificial en procesos CNC.

Resumen Introducción: La popularidad de la cirugía asistida con impresión 3D ha crecido en los últimos 10 años. El poco empleo en nuestro medio no permite aprovechar para el paciente todas las aplicaciones y los beneficios de esta herramienta. Materiales y Métodos: Estudio retrospectivo sobre enfermedad del miembro inferior en pacientes tratados en nuestra institución analizando cada etapa del proceso y su utilidad en la planificación, la ejecución quirúrgica y el desarrollo de implantes. Resultados: Se describen 12 casos en los que se utilizó la impresión 3D para tratar defectos acetabulares, resecciones tumorales óseas y secuelas en huesos largos. Conclusiones: Nuestra serie y la bibliografía revisada demuestran que la cirugía asistida con impresión 3D mejora la predictibilidad con lo planificado y reduce los tiempos quirúrgicos, el sangrado y la radiación intraoperatoria, a un costo accesible. Además, no se han comunicado complicaciones asociadas a esta tecnología.

Abstract Introduction: The popularity of 3D printing-assisted surgery has surged over the previous decade. The tool’s limited use in our context prevents us from taking advantage of all of its applications and benefits for the patient. Materials and Methods: A retrospective study on lower limb disease in patients treated at our institution, analyzing each stage of the procedure and its applicability in planning, surgical execution, and implant development. Results: We describe 12 cases in which 3D printing was used to treat acetabular defects, bone tumor resections, and long bone sequelae. Conclusions: Our series and the literature reviewed demonstrate that 3D printing-assisted surgery improves plan predictability while also reducing surgical times, bleeding, and intraoperative radiation at a reasonable cost. Furthermore, no complications from this technology have been reported.

Abstract Additive manufacturing has evolved from a rapid prototyping technology to a technology with the ability to produce highly complex parts with superior mechanical properties than those obtained conventionally. The processing of metallic powders by means of a laser makes it possible to process any type of alloy and even metal matrix composites. The present work analyzes the tensile and compressive response of 316L stainless steel processed by laser-based powder bed fusion. The resulting microstructure was evaluated by optical microscopy. Regarding the mechanical properties, the yield strength, ultimate tensile strength, percentage of elongation before breakage, compressive strength and microhardness were determined. The results show that the microstructure is constituted by stacked micro molten pools, within which cellular sub-grains are formed due to the high thermal gradient and solidification rate. The compressive strength (1511.88 ± 9.22 MPa) is higher than the tensile strength (634.80 ± 11.62 MPa). This difference is mainly associated with strain hardening and the presence of residual stresses. The initial microhardness was 206.24 ± 11.96 HV; after the compression test, the hardness increased by 23%.

Resumen La fabricación aditiva ha evolucionado desde una tecnología de prototipado rápido hasta una con la capacidad de producir piezas altamente complejas con propiedades mecánicas que superan las logradas de manera convencional. El procesamiento de polvos metálicos mediante tecnología láser permite el tratamiento de una amplia gama de aleaciones e incluso materiales compuestos. Este estudio analiza la respuesta a tracción y compresión del acero inoxidable 316L fusionado mediante fusión selectiva láser. La microestructura resultante fue analizada mediante microscopía óptica. En cuanto a las propiedades mecánicas, se determinaron la resistencia a la fluencia, la resistencia última a la tracción, el porcentaje de elongación antes de la fractura, la resistencia a la compresión y la microdureza. Los resultados muestran que la microestructura está compuesta por micropiletas fundidas apiladas, dentro de las cuales se generan subgranos celulares debido al alto gradiente térmico y la alta velocidad de solidificación. La resistencia a la compresión (1511.88 ± 9.22 MPa) es superior a la resistencia a tracción (634.80 ± 11.62 MPa). Esta diferencia está principalmente asociada con el endurecimiento por deformación y las tensiones residuales. La microdureza inicial fue de 206.24 ± 11.96 HV, y después de la prueba de compresión, la dureza aumentó en un 23 %.

Abstract: Additive manufacturing of concrete (3D printed concrete, 3DPC), is an emerging technology with numerous possible applications and benefits for the digital transition of the construction industry. At the same time, there remain open questions about the environmental suitability of 3DPC. One such aspect is its circularity, i.e. recyclability. Therefore, in this study, the viability of recycling 3DPC is studied on normal- and high-strength 3DPC concretes produced with 0-100% of fine recycled aggregate (fRA). After testing for basic mechanical properties, the specimens were crushed and new (2nd generation) fRA were obtained and tested. The results point to a high potential for recyclability of 3DPC and fRA conducive to multi-recycling and CO2 uptake through carbonation.

Resumen: La fabricación aditiva de hormigón (hormigón impreso en 3D, 3DPC), es una tecnología emergente con numerosas posibles aplicaciones y beneficios para la transición digital de la industria de la construcción. Al mismo tiempo, aún quedan dudas sobre la idoneidad medioambiental del 3DPC. Uno de esos aspectos es su circularidad, es decir, su reciclabilidad. En este sentido, este estudio se evalúa, la viabilidad del reciclaje de 3DPC en hormigones 3DPC de resistencia normal y alta, elaborados con 0-100% de agregado fino reciclado (fRA). Después de realizar pruebas de propiedades mecánicas básicas, las muestras se trituraron para obtener y probar nuevos FRA (segunda generación). Los resultados apuntan a un alto potencial de reciclabilidad de 3DPC y fRA el cual favorece el multireciclaje y la absorción de CO2 mediante carbonatación.

RESUMEN Introducción: La impresión tridimensional es una de las tecnologías que promueve el cambio a nivel económico y social, y uno de los elementos fundamentales de la industria 4.0. Asimismo, constituye un enorme potencial para el futuro de la medicina, estableciéndose como un nuevo paradigma. A pesar de sus ventajas, su explotación en nuestro medio es incipiente. Objetivos: Diseñar y desarrollar soluciones basadas en tecnologías tridimensionales para la enseñanza y la práctica de las ciencias biomédicas. Materiales y métodos: Se realizó una investigación colaborativa, de desarrollo tecnológico entre el Centro de Fabricación Asistida y Sostenible de la Universidad de Matanzas y la Universidad de Ciencias Médicas de Matanzas, entre septiembre de 2019 y julio de 2022. Los diseños y fabricaciones se realizaron a partir de la adquisición de imágenes de tomografía computarizada, o desde un escáner de superficie, las que luego se procesaron, se convirtieron en formato Standard Tessellation Language, se imprimieron y posprocesaron. Los diseños virtuales se desarrollaron empleando un software de diseño asistido por computadora. Resultados: Se desarrollaron varias soluciones que incluyen varios prototipos: biomodelos para reparación de craneosinostosis y figuras anatómicas, molde de prótesis craneal personalizada, prótesis de mano, divisores de líneas de O2, andamios tisulares, pistola portajeringas, protectores faciales, prótesis de mama, molde para restauración autóloga y expansor tisular. Conclusiones: En todas las áreas de aplicación de esta tecnología en medicina―salvo en la impresión de medicamentos, en el contexto actual―, es factible obtener soluciones en el territorio de Matanzas. Es un imperativo, pues, que directivos y la comunidad médica en general, comiencen a adquirir conciencia, conocimientos y experiencias para garantizar la utilización óptima de esta tecnología.

ABSTRACT Introduction: Three-dimensional printing is one of the technologies that promote change at an economic and social level, and one of the fundamental elements of industry 4.0. It has enormous potential for the future of medicine, establishing itself as a new paradigm. Despite its advantages, its use in our environment is incipient. Objective: To design and develop solutions based on three-dimensional technologies for the teaching and practice of biomedical sciences. Materials and methods: A technological development investigation was carried out between the Center for Assisted and Sustainable Manufacturing of the University of Matanzas and Matanzas University of Medical Sciences, between September 2019 and July 2022. The designs and fabrications were made from the acquisition of computed tomography images, or from a surface scanner, which were then processed, converted into Standard Tessellation Language format, printed, and post-processed. Virtual designs were developed using computer-aided design software. Results: Various solutions were developed including prototypes: biomodels for craniosynostosis repair and anatomical figures, custom cranial prosthesis mold, hand prosthesis, O2 line splitters, tissue scaffolds, syringe gun, face shields, breast prosthesis; autologous restoration mold and tissue expander. Conclusions: In all areas of application of this technology in medicine―except the printing of medicines, in the current context―, it is feasible to obtain solutions in the territory of Matanzas. It is therefore imperative that managers and the medical community in general, begin to acquire awareness, knowledge, and experience to ensure the optimal use of this technology.

Resumen Los materiales con una estructura porosa interna que reemplazan hueso dañado y sirven como andamios para procesos regenerativos son una herramienta fundamental en la ingeniería de tejidos óseos. En los últimos años, se ha investigado sobre la geometría interna que deben tener los andamios de modo que respondan a requerimientos específicos. El objetivo de esta revisión es mostrar los biomateriales y métodos de manufactura aditiva que se usan en la fabricación de andamios, las principales características geométricas de las celdas que conforman los materiales celulares, las formas que estas celdas se distribuyen en el espacio entre otros. Para la revisión sistemática se consultó la base de datos Google Scholar. Para esto se usaron los términos en inglés: bone tissue engineering scaffold geometric design. Los criterios de inclusión fueron que los documentos estuvieran en idioma inglés y estuvieran publicados de 2018 en adelante. Se revisaron los primeros 200 resultados y se priorizaron aquellos que eran artículos de revisión. Se destacó la importancia del tamaño de poro y porcentaje de porosidad como las propiedades geométricas que más influyen en las propiedades mecánicas, biológicas y de permeabilidad del andamio. Se muestra como la investigación actual tiende hacia biomateriales degradables que puedan generar una respuesta en el tejido que crece sobre ellos y el diseño de estructuras en donde la búsqueda de una propiedad requerida guía el diseño del andamio mediante métodos procedimentales o de optimización lo que supone un cambio frente al estudio de una o más celdas para establecer si sus propiedades se ajustaban a lo requerido.

Abstract Materials with an internal porous structure that replace damaged bone and serve as scaffolds for regenerative processes are a fundamental tool in bone tissue engineering. In recent years, research has been carried out on the internal geometry that scaffolding must have in order to respond to specific requirements. The objective of this review is to show the biomaterials and additive manufacturing methods that are used in the manufacture of scaffolds, the main geometric characteristics of the cells that make up the cellular materials, the ways that these cells are distributed in space, among others. For the systematic review, the Google Scholar database was consulted. For this, the terms in English were used: bone tissue engineering scaffold geometric design. The inclusion criteria were that the documents were in English and had been published from 2018 onwards. The first 200 results were reviewed and those that were review articles were prioritized. The importance of pore size and porosity percentage was highlighted as the geometric properties that most influence the mechanical, biological and permeability properties of the scaffold. It shows how current research tends towards degradable biomaterials that can generate a response in the tissue that grows on them and the design of structures where the search for a required property guides the design of the scaffold through procedural or optimization methods, which represents a change compared to the study of one or more cells to establish if their properties conformed to what was required.

Resumen. - El presente trabajo propone el uso de diseño generativo para el modelado de un pedal de freno de un automóvil, generando una propuesta de diseño funcional, segura y ligera; reduciendo lo más posible la cantidad de material, pero manteniendo una buena resistencia mecánica. Para esta investigación, se hizo uso del módulo de diseño generativo del software CAD Autodesk Fusion 360 ® . Este software emplea una serie de algoritmos y los parámetros definidos por el usuario, y en base a ello, generar una serie de propuestas de diseño del pedal. Como resultados de la investigación, se obtuvieron dos propuestas del pedal de frenado. El análisis por elementos finitos (FEM) mostro esfuerzos mecánicos de hasta un 86.07% por debajo del esfuerzo último del material de fabricación (aluminio 6061-T4). Adicionalmente, se obtuvo un factor de seguridad de hasta 4.8, con una reducción de la masa del pedal de hasta 16.67%. Los resultados mostraron que diseño generativo es una buena herramienta para explorar nuevas ideas y conceptos que fomentan la innovación en el diseño automotriz, logrando diseños funcionales, resistentes y con bajo consumo de material.

Abstract. - The present work proposes the use of generative design for the modeling of an automobile brake pedal, generating a functional, safe and light design proposal; reducing as much as possible the amount of material, but keeping a good mechanical resistance. For this research, use was made of the generative design module of the Autodesk Fusion 360 ® CAD software. This software employs a series of algorithms and the parameters defined by the user, and based on this, generate a series of pedal design proposals. As a result of the research, two brake pedal proposals were obtained. The finite element analysis (FEM) showed mechanical stresses up to 86.07 % below the ultimate stress of the manufacturing material (aluminum 6061-T4). Additionally, safety factor of up to 4.8 and a reduction in pedal mass of up to 16.67% were obtained. The results showed that generative design is a good tool to explore new ideas and concepts that promote innovation in automotive design, achieving functional, resistant and low material consumption designs.

Resumen En el presente trabajo se emplea el método numérico de integración de Lagrange para modelar funciones polinómicas obtenidas en el proceso de manufactura aditiva que satisfacen el tiempo de fabricación en impresión 3D para probetas utilizadas en ensayos mecánicos de impacto en materiales plásticos. Una de las características esenciales de los equipos de impresión es trabajar con un archivo cuya geometría se encuentra en tres dimensiones. Con ello, se busca estandarizar el tiempo que conlleva elaborar el espécimen por medio de funciones matemáticas que permiten optimizar el proceso de impresión, controlando diversos parámetros en los equipos de 3D, como lo son la cantidad de relleno, el arreglo, la calidad y el espesor de capa en la deposición del material fundido. Este caso de estudio demuestra una alternativa para modelar matemáticamente procesos de innovación tecnológica y obtener el tiempo de elaboración óptimo que dependerá de los parámetros del equipo de impresión 3D.

Resumo No presente trabalho, o método de integração numérica de Lagrange é utilizado para modelar funções polinomiais obtidas no processo de fabricação aditiva que satisfazem o tempo de fabricação em impressão 3D para corpos de prova utilizados em ensaios de impacto mecânico em materiais plásticos. Uma das características essenciais do equipamento de impressão é trabalhar com um arquivo cuja geometria é tridimensional. Com isso, pretende-se padronizar o tempo de preparação do corpo de prova através de funções matemáticas que permitem otimizar o processo de impressão, controlando diversos parâmetros no equipamento 3D, como a quantidade de preenchimento, a disposição, a qualidade e a espessura da camada. na deposição do material fundido. Este estudo de caso demonstra uma alternativa para modelar matematicamente processos de inovação tecnológica e obter o tempo de processamento ideal que dependerá dos parâmetros do equipamento de impressão 3D.

Abstract In this work, the Lagrangian integration numerical method is used to model polynomial functions obtained in the additive manufacturing process that satisfy the manufacturing time in 3D printing for specimens used in mechanical impact tests in plastic materials. One of the essential scharacteristics of the printing equipment is to work with a file whose geometry is in three dimensions and what is sought is to standardize the time involved in making the specimen by means of mathematical functions that allow optimizing the printing process, controlling various parameters in the 3D equipment; such as the amount of filling, the arrangement, quality and layer thickness in the deposition of the molten material. This case study demonstrates an alternative to mathematically model technological innovation processes and obtain the optimal processing time that will depend on the parameters of the 3D printing equipment.

Resumen: Hace aproximadamente dos décadas, la medicina experimentó un enfoque revolucionario, impulsado por el desarrollo tecnológico en técnicas de fabricación y los avances científicos en las ciencias médicas y de la vida. El campo asumió el desafío de regenerar tejidos y órganos dañados por enfermedades, traumatismos o problemas hereditarios, incorporando la fabricación aditiva como una de sus estrategias. Desde su inicio, la medicina regenerativa ha desarrollado técnicas como la ingeniería de tejidos, la terapia celular, los dispositivos médicos y los órganos artificiales para proporcionar cicatrización de heridas y aplicaciones ortopédicas. La incorporación de la fabricación aditiva ha permitido recrear entornos biológicamente apropiados para la reproducción y crecimiento celular, lo que eventualmente ha llevado a la obtención de tejidos u órganos regenerados útiles. El objetivo de este trabajo es revisar los avances recientes en la aplicación de técnicas de fabricación aditiva y biomateriales ad hoc en el campo de la medicina regenerativa, para determinar su impacto en el desarrollo de nuevas terapias para la ingeniería de tejidos.

Abstract: About two decades ago, medicine experienced a revolutionary approach, driven by technological development in manufacturing techniques and scientific advances in the medical and life sciences, the field took on the challenge of regenerating tissue and organs damaged by disease, trauma, or hereditary issues, incorporating additive manufacturing as one of its strategies. Since its inception, regenerative medicine has developed techniques like tissue engineering, cellular therapy, medical devices, and artificial organs to provide wound healing and orthopedic applications. The incorporation of additive manufacturing allowed to recreate biologically appropriate environments for cell reproduction and growth that, eventually, lead to useful, regenerated tissue or organs. The objective of the present work is to review recent advances in the application of additive manufacturing techniques and ad hoc biomaterials in the field of regenerative medicine, to determine their impact in the development of new therapies for tissue engineering.

ABSTRACT The use of 3-Dimensional (3D) printing in orthopaedics keeps pace with technical advancements. However, due to its novelty, few research have examined its application. Therefore, our study aimed to assess the utility of 3D printing in orthopaedics use. We conducted a systematic review study during the period of April-May. Article search was conducted in Google Scholar, National Center for Biotechnology Information, Clinical Key, Pubmed, and Science Direct. We included five publications with a total of 99 patients. Our findings indicate that the orthopaedic application and utilization of 3D printing technologies are expanding. Despite the relative paucity of evidence, these findings suggest the utility of 3D printing technology in a variety of intraoperative deformity correction applications.

RESUMEN El uso de la impresión tridimensional (3D) en ortopedia sigue el ritmo de los avances técnicos. Sin embargo, debido a su novedad, pocas investigaciones han examinado su aplicación. Por lo tanto, el estudio tuvo como objetivo evaluar la utilidad de la impresión 3D en el uso ortopédico. Se realizó un estudio de revisión sistemática durante el período de abril a mayo. La búsqueda de artículos se realizó en Google Scholar, National Center for Biotechnology Information, Clinical Key, Pubmed y Science Direct. Se incluyeron cinco publicaciones con un total de 99 pacientes. Nuestros hallazgos indican que actualmente se expanden la aplicación ortopédica y la utilización de las tecnologías de impresión 3D. A pesar de la relativa escasez de evidencia, estos hallazgos sugieren la utilidad de la tecnología de impresión 3D en una variedad de aplicaciones de corrección de las deformidades intraoperatorias.

Resumen Las articulaciones de la cadera pueden resultar dañadas por causas metabólicas (enfermedad degenerativa) o mecánicas (fractura), limitando su funcionalidad. Para restablecer el movimiento de la articulación, esta debe ser sustituida por una prótesis de cadera. En las articulaciones se producen fenómenos de lubricación, fricción y desgaste que, a su vez, suelen ser responsables del fallo de la prótesis, provocando su aflojamiento. Por tal motivo, el objetivo del presente estudio consistió en evaluar el comportamiento biotribológico de un prototipo de prótesis de cadera de Ti6Al4V manufacturado mediante fabricación aditiva por haz de electrones (EBM) y posteriormente modificado superficialmente mediante anodizado. Una vez obtenido el prototipo, se pulieron algunas muestras para realizar ensayos biotribológicos y otras para anodizarlas. Las pruebas biotribológicas se realizaron en un tribómetro de esfera sobre disco utilizando contracuerpos de alúmina de 6 mm de diámetro, empleando una carga de 5 N y velocidades de 30, 50 y 70 rpm. Se obtuvieron huellas de desgaste de 2 mm de diámetro, utilizando como medio un fluido corporal simulado (SBF) a una temperatura de 37 C. El proceso EBM incrementó la dureza de la aleación Ti6Al4V respecto al proceso de forja convencional. Las muestras fabricadas por EBM, y posteriormente anodizadas, revelaron los valores más altos de coeficientes de fricción, mientras que las muestras fabricadas por forja y EBM indicaron coeficientes de fricción similares para todas las velocidades estudiadas. Adicionalmente, las muestras fabricadas por EBM, y después anodizadas, señalaron la menor tasa de desgaste, seguidas por las muestras fabricadas por EBM, mientras que las muestras fabricadas por forja evidenciaron la mayor tasa de desgaste. Igualmente, se encontró abrasión como principal mecanismo de desgaste en todas las condiciones evaluadas en las pruebas biotribológicas. Con la velocidad de 30 rpm se obtuvieron las menores tasas de desgaste para la aleación de Ti6Al4V con los diferentes procesos de fabricación; con esta misma velocidad se obtuvieron las mayores tasas de desgaste de los contracuerpos de todos los pares biotribológicos.

Abstract Hip joints can be damaged by metabolic (degenerative disease) or mechanical (fracture) causes, limiting their functionality. To restore joint movement, the joint must be replaced by a hip prosthesis. Lubrication, friction, and wear phenomena occur in the joints, which, in turn, are often responsible for the failure of the prosthesis, causing its loosening. The aim of the present study is to evaluate the biotribological behavior of a prototype Ti6Al4V hip prosthesis fabricated by electron beam melting (EBM) additive manufacturing and subsequently surface modified by anodizing. Once the prototype was obtained, some samples were polished for biotribological tests and others for anodizing. The biotribological tests were performed in a ball-on-disk tribometer using 6 mm diameter alumina counterbodies, using a load of 5 N and speeds of 30, 50, and 70 rpm. Wear tracks of 2 mm in diameter were obtained, using a simulated body fluid (SBF) at a temperature of 37 °C as the medium. The EBM process increased hardness of the Ti6Al4V alloy with respect to the conventional forging process. The samples manufactured by EBM and subsequently anodized showed the highest values of friction coefficients, while the samples manufactured by forging and EBM showed similar friction coefficients for all the speeds studied. Additionally, EBM fabricated and subsequently anodized samples showed the lowest wear rate followed by EBM fabricated samples, while forging fabricated samples showed the highest wear rate. Abrasion was found to be the main wear mechanism in all conditions evaluated in the biotribological tests. With the speed of 30 rpm the lowest wear rates were obtained for the Ti6Al4V alloy with the different manufacturing processes, with this same speed the highest wear rates were obtained for the counterbodies of all the biotribological pairs.

Abstract Additive manufacturing technology or 3D printing has positioned itself as a cross-cutting tool of increasing use in the productive and scientific world that has given the possibility of designing and creating different elements and models of varying complexity. In the biomedical area, it has presented a significant increase in its applications over time, currently having relevance in areas such as surgical planning, the creation of prostheses, anatomical models for education and surgical training. Currently there are various difficulties that limit surgical training, especially in certain areas of otorhinolaryngology such as ear surgery. The objective of this narrative review was to update the uses of 3D printing technology for the creation of models for surgical training in otorhinolaryngology, highlighting its potential uses in otology, rhinology, skull base and airway surgery.

Resumen La tecnología de fabricación aditiva o impresión 3D se ha posicionado como una herramienta transversal y de uso creciente en el mundo productivo y científico que ha otorgado la posibilidad de diseñar y crear elementos y modelos de diversa complejidad. En el área biomédica ha presentado un aumento significativo de sus aplicaciones a través del tiempo, actualmente teniendo relevancia en ámbitos como el planeamiento quirúrgico, la creación de prótesis, modelos anatómicos para educación y entrenamiento quirúrgico. Actualmente existen diversas dificultades que limitan la formación quirúrgica, especialmente en ciertas áreas de la otorrinolaringología como la cirugía de oído. El objetivo de la presente revisión narrativa fue actualizar los usos de la tecnología de impresión 3D para la creación de modelos para entrenamiento quirúrgico en otorrinolaringología, destacando sus potenciales usos en otología, rinología, cirugía de base de cráneo y vía aérea.

Resumen Polvo de acero 4340 fue procesado mediante manufactura aditiva utilizando la técnica FFF (Fused Filament Fabrication). Se desarrolló un filamento compuesto para imprimir muestras y estudiar el efecto de la temperatura de la cama y de la boquilla de impresión en sus propiedades físicas y microestructurales. Las muestras impresas fueron despolimerizadas y sinterizadas en estado sólido (Solid State - SS) a 1300 °C y sinterización en fase líquida super solidus (Supersolidus Liquid Phase Sintering -SLPS) a 1420 °C. Por metalografía y microscopía electrónica de barrido (SEM) se identificó la microestructura y las fases presentes. La dureza de las muestras sinterizadas se midió con el método Vickers. El proceso SLPS contribuye a una mejor densificación y contracción volumétrica; sin embargo, promueve distorsión geométrica de las muestras en comparación con las muestras SS. La microestructura de las muestras sinterizadas consiste en ferrita situada en el límite de grano austenítico original y bainita. El mecanismo de sinterización influyó significativamente en la dureza de las muestras. Finalmente, se diseñó, imprimió, despolimerizó y sinterizó una pieza con el objetivo de estudiar el ángulo máximo de inclinación, los mínimos agujeros verticales y horizontales, y el mínimo espesor de capa vertical, que se pueden obtener a lo largo de todo el proceso.

Abstract 4340 steel powders were processed with an additive manufacturing process using the FFF (Fused Filament Fabrication) technique. A composite filament was developed to print samples and study the effect of the bed and nozzle temperatures on its physical and microstructural properties. The printed samples were debinded and sintered by: Solid State (SS) at 1300 °C or SLPS (Supersolidus Liquid Phase Sintering) at 1420 °C. Metallography and scanning electron microscopy (SEM) identified the microstructure and phases. The hardness of the sintered samples was measured with the Vickers method. The SLPS process contributes to better densification and volume contraction; however, it promotes geometrical distortion of the samples compared to the SS samples. The microstructure of the sintered samples consists of ferrite situated in the original austenite grain and bainite. The sintering mechanism significantly influenced the hardness of the samples. Finally, a part was designed, printed, debinded, and sintered with the aim of studying the maximum inclination angle, the minimum vertical and horizontal holes, and the minimum vertical layer thickness, which can be obtained through the whole process.

Resumo Pós de aço 4340 foi processado por manufatura aditiva utilizando a técnica FFF (Fused Filament Fabrication). Um filamento compósito foi desenvolvido para imprimir amostras e estudar o efeito da cama de impressão e da temperatura do bico em suas propriedades físicas e microestruturais. As amostras impressas foram despolimerizadas e sinterizadas em estado sólido (Solid State - SS) a 1300 °C e sinterização em fase líquida super solidus (Supersolidus Liquid Phase Sintering -SLPS) a 1420 °C. Por metalografia e microscopia eletrônica de varredura (SEM) a microestrutura e as fases presentes foram identificadas. A dureza das amostras sinterizadas foi medida pelo método de Vickers. O processo SLPS contribui para uma melhor densificação e retração volumétrica; porém, promove distorção geométrica das amostras em relação às amostras SS. A microestrutura das amostras sinterizadas consiste em ferrita de contorno de grão austenítico original e bainita. O mecanismo de sinterização influenciou significativamente na dureza das amostras. Por fim, uma peça foi projetada, impressa, despolimerizada e sinterizada para estudar o ângulo de inclinação máximo, os furos verticais e horizontais mínimos e a espessura mínima da camada vertical, que pode ser obtida ao longo de todo o processo.