METODE DE REPREZENTARE PENTRU UN ANSAMBLU CU FILET FOLOSIT IN INGINERIA MEDICALA [308404]

Universitatea Politehnica din Bucuresti

Facultatea de Inginerie Medicala

PROIECT

Grafica asistata de calculator

METODE DE REPREZENTARE PENTRU UN ANSAMBLU CU FILET FOLOSIT IN INGINERIA MEDICALA

Student: [anonimizat],grupa 1425

CUPRINS

1.Ce este un filet?Ce este o asamblare filetată?utilizarea unei asamblari filetate…………………………………………………………………………3

2. [anonimizat] – implant, ortopedie, aparatura medicala……………………………………………………9

3. Metode de reprezentare in cazul unei asamblari filetate. Exemple concrete: [anonimizat]…………………………………………………12

4. Reprezentarea 2D a [anonimizat] . Ansamblul sugerat: REDUCTIE OXIGEN………

5. Materiale folosite pentru elementele unei asamblari filetate……………………17

6. Modul de lucru folosit la efectuarea desenelor in AutoCAD……………….20

7. Concluzii……………………………………………………………………………………………….33

1.a.Ce este un filet?

Filetul este o nervura elicoidala dispusa pe o suprafata cilindrica sau conica. [anonimizat]. Exista si un caz particular de filet cand spirala este dispusa pe o suprafata plana. [anonimizat] o [anonimizat], [anonimizat] o miscare elicoidala in jurul axei suprafetei de rotatie.

Filetul este format din una sau mai multe spire elicoidale dispuse uniform pe o suprafață cilindrică sau conică.

[anonimizat].

Filetul constituie partea caracteristică a șurubului.

Exemple de filet exterior si interior cat si exemple de elemente ce participa la o asamblare filetata se pot urmari in fig.1.;si in figurile 2.a si 2.b.

Fig.1

Figura 2.a Figura 2.b

Caracteristicile geometrice ale filetului (fig.1):

Elementele geometrice ale unui filet sunt standardizate (STAS 3872) :

– profilul

– unghiul la vârf α,

– pasul p;

– numarul de inceputuri i ;

– diametrul exterior d,D;

– diametrul interior d1;D1;

– diametrul mediu d2; D2 ;

– înalțimea profilului primitiv (generator) pentru filetul metric H=0,8660p) ;

– înțlțimea efectivă H1 – unghiul de înfășurare β (înclinarea elicei)( 2 d p tg π β = ) ;

– sensul de înfașurare (dreapta, stânga).

Clasificarea filetelor:

Exista mai multe criterii de claisficare a filetelor:

După forma și rolul funcțional filetele pot fi:

[anonimizat] b)

[anonimizat] ([anonimizat]);

de mișcare ([anonimizat], rotund)

După sensul de înfășurare:

a) spre dreapta

b) spre stânga (pentru reglarea coincidenței sensulului strângerii piuliței și cel al rotației unui arbore spre a [anonimizat], etc.)

După numărul de începuturi:

a) cu un singur început;

b) cu mai multe începuturi (la șuruburile de mișcare pentru îmbunățirea randamentului);

După forma lui :

a) triunghiular cu unghiul la vârf 600 (filete metrice) sau de 550 (la șuruburile în țoli – Whitworrh)

b) pătrat sau dreptunghiular

c) trapezoidal

d) fierăstrău ;

e) rotund.

In figura de mai jos (fig.3) se observa diferite tipuri de filete in functie de criteriile prezentate mai sus.

Fig.3

1.b.Ce este o asamblare demontabila cu filet?Utilizarea unei asamblari cu filet.

Asamblarile filetate sunt alcatuite, de regula, dintr-un surub si o piulita având rolul solidarizarii (strângerii) anumitor piese; pentru asigurarea împotriva autodesfacerii, asamblarea este prevazuta cu un element de siguranta – o saiba Grower, de exemplu- ca in fig.4.

Fig.4

. Asamblări demontabile – care în urma desfacerii pieselor asamblate nu are loc nici-o deteriorare a vreuneia dintre piese.

Din această categorie amintim:

• asamblări filetate (șurub – piuliță);

• asamblări prin formă (pene, caneluri, profile poligonale);

• asamblări prin frecare (pe con, cu strângere);

• asamblări elastice.

Fig.5

Fig.6

În fig.4, fig.5 si fig.6 este prezentată asamblarea a două piese prin strângerea directă a șurubului în gaura filetată executată în una din piese .

Avantaje:

– gabarit redus (datorită spirei care se înfășoară pe un cilindru se poate obține o suprafață mai mare de contact;

– prin mărimea lungimii de înfășurare – posibilitatea adaptării formei capului șurubului și piuliței la forma pieselor de asamblat și la condițiile de acces

– execuție relativ ușoară

Dezavantaje:

– filetul este un concentrator de tensiuni (datorită formei), periclitând rezistența la oboseală;

– necunoașterea precisă a forței de strângere a piuliței (poate duce la suprasolicitări periculoase)

– necesită utilizarea cheilor dinamometrice pentru cunoașterea forței de strângere; – asigurarea contra desfacerii;

– randamentul scăzut (la șuruburile de mișcare);

– uzura flancurilor (care pot introduce jocuri în cazul șuruburilor de mișcare)

– lipsa de autocentrare.

2.Exemple din zona ingineriei medicale unde se foloseste asamblarea cu filet.

a)Implanturi dentare:

Implantul dentar este un dispozitiv dintr-un material rezistent si biocompatibil (titan), si care se prezinta cel mai adesea sub forma unui surub. Rolul unui implant este de inlocuitor pentru radacina unui dinte natural lipsa.

Orice implant se compune din 3 elemenete principale:

Implantul dentar propriu-zis (se introduce sub gingie, in os si are rol de inlocuire a radacinii);

Bontul protetic (se introduce in implant si are rol de a lega implantul de una din componentele de mai jos);

Coroana sau puntea sau proteza dentara (se aseaza peste bont si are rol functional si estetic).
Deoarece exista multiple situatii de edentatie (unul, mai multi sau toti dintii lipsa), iti vom explica si arata in fiecare caz in parte din ce se compune implantul.

Fig.7 Componentele unui implant dentar

Fig.8 Implant dentar.

b)Proteza de sold.

In cadrul protezarii totale a articulatiei soldului (artroplastia totala de sold) osul si cartilajul deteriorat sunt indepartate si inlocuite cu elementele protezei.

Capul femural (portiunea superioara a femurului) deteriorat este indepartat si inlocuit cu o tija metalica care se introduce pe centrul femurului. Tija femurala poate fi sau nu cimentata in os.

O bila metalica sau ceramica este fixata la partea superioara a tijei. Ea inlocuieste capul femural deteriorat care a fost indepartat.

Cartilajul articular deteriorat de la nivelul acetabulului este indepartat si inlocuit de o emisfera metalica ce se va potrivi perfect in concavitatea osului coxal. Ea este fixata uneori cu ajutorul unor suruburi sau cu ciment.

Un distantier de plastic, ceramica sau metal este introdus intre bila (noul cap femural) si emisfera metalica pentru a permite o alunecare usoara.

Fig.9 Proteza de sold

Fig.10

Implanturi utilizate pentru restaurarea fracturilor craniene

Prinderea prin placute exclude miscarea interfragmentara si realizeaza interpresarea a 2 suprafete, os-os sau imt – os. Efectul compresiunii induse de fixare este dublu: acesta produce preincarcarea in ul fracturii si creste frictiunea interfragmentara.

Imtele utilizate pentru reconstructia craniului sunt normalizate, existand specificatii tehnice pentru materiale si dimensiuni.

Imtele utilizate pentru reconstructia craniului sunt normalizate, existand specificatii tehnice pentru materiale si dimensiuni.

Pentru reconstituirea oaselor craniului sunt utilizate in general suruburi cu diametrul cuprins intre 1 si 2 mm. Forma placilor pentru fixarea fragmentelor osoase ale oaselor craniului si mijlocului fetei corespunde anatomiei, cele mai frecvente fiind: in X, Z, Y, L cu inclinare spre dreapta sau spre stanga, curbate, etc. in functie de necesitate.

Fig.11 Exemple de imtare la nivelul scheletului cranian

4.Metode de reprezentare in cazul unei asamblari filetate.

Regulile de reprezentare convențională pe desene tehnice pentru filete și piese filetate sunt stabilite în standardul SR ISO 6410 -1: 1995.

În vederi și secțiuni longitudinale (fig. 4.46….4.49), pentru filetele vizibile din direcția de proiecție, se reprezintă:

varful filetului limitat printr-o linie continua groasa;

fundul filetului limitat printr-o linie continua subtire.

Este recomandat ca, pe cât posibil, distanța dintre liniile care reprezintă vârful și fundul filetului să fie egală cu înălțimea filetului, dar în orice caz nu trebuie să fie mai mică de 0,7 mm sau decât de două ori grosimea liniei groase a desenului.

Linia groasă circulară reprezentând teșitura este de regulă omisă în proiecție laterală.

Pentru filetele ascunse vederii, dacă este necesară reprezentarea lor, vârful și fundul filetului se trasează cu linie întreruptă subțire.

Pentru piesele filetate reprezentate în secțiune, hașurile se prelungesc până la linia continuă groasă a vârfului filetului.

Fig.12 Asamblare cu surub a doua piese

Diametrul nominal d se referă întotdeauna la vârful filetului exterior sau la fundul filetului interior.

Dimensiunile lungimii filetului se referă, de regulă, la lungimea filetului cu spire complete, în afara cazului în care ieșirea filetului este necesară funcțional (de exemplu la prezoane) și deci în mod specific desenată .

Este recomandat să se includă extremitățile șurubului în lungimea filetată cu spire complete (b) sau (l).

Fig. 13

Fig.14

Reprezentarea simplificată este aplicabilă în cazul în care nu este necesar să se arate forma exactă și detaliile elementelor, de exemplu în desenele de amsamblu. În aceste reprezentări trebuie indicate numai caracteristicile esențiale. Gradul de simplificare depinde de tipul obiectului reprezentat, de scara desenului și de destinația documentației.

Pentru filete de diametru mic se admite simplificarea reprezentării și cotării dacă:

diametrul filetului (pe desen) este 6 mm,

există un ansamblu regulat de găuri sau filete de aceeași dimensiune.

Notarea trebuie să includă toate caracteristicile necesare, indicate în mod normal în reprezentarea convențională și în cotare. Datele respective sunt înscrise pe o linie de referință orientată spre axa găurii și terminată cu o săgeată.

Tipuri de filete:

Fig.15

Fig.16

Fig.17

Fig.18

4.Reprezentarea 2D a unui ansamblu folosit in aparatura medicala, care se asamblează prin filet .

REDUCȚIE OXIGEN

Materiale folosite pentru elementele unei asamblari filetate

Aplicatiile care utilizeaza biomateriale sunt diverse: de la implanturi bioresorbabile laproteze articulare, de la scaunele cu rotile pana la organele artificiale, de la modelareaterapiei de dializa pana la modelarea sistemului cardiovascular, ajungand chiar laasigurarea tehnologiei managementului in spitale si urmarirea starii de sanatate apopulatie.

Protezele si dispozitivele de sprijin, destinate sa inlocuiasca parti deficiente aleorganismului, sau sa remedieze disfunctionarea lor, au fost realizate cu ajutorulpolimerilor (poliesteri, siliconi, polimetacrilamida de metil, polietilena), al aliajelor metalice (oteluri inoxidabile, aliaj pe baza de crom, cobalt si molibden, titan si aliaje pebaza de titan), al ceramicilor (alumina densa, vitroceramici), al materialelor combinate(carbon-carbon, polimeri-fibre de grafit sau de sticla). La contactul cu aceste materialediverse se produc reactii ale tesuturilor care fac necesara inlaturarea protezei. Pentru aevita aceste reactii sau pentru a le atenua considerabil a fost creata a noua categorie demateriale,biomaterialele.Este vorba de materialele biocompatibile, destinate “sa lucreze sub constrangere biologica”

Exista trei tipuri de biomateriale ce se disting dupa interactiunea lor cu mediul biologic:

•materiale bioinerte

•materiale bioabsorbante

•materiale bioactive

Materialele bioinerte cum ar fi titanul,tantalul, polietilena și alumina, expun o foarte micăinteracțiune chimică cu țesuturile adiacente.

Materialele bioabsorbante cum ar fi fosfatul tricalcic, acidul copolimeric polilactic-poliglicolic, chiar și unele metale, sunt astfel concepute încât acestea să poată fi ușor absorbite de organism și înlocuite de țesuturile adiacente (țesutul osos sau pielea).

Din categoria materialele bioactive fac parte materialele sticloase, ceramicele,combinațiile ale materialelor sticloase cu ceramicele și hidroxiapatita care conține oxizide silicon (SiO2), sodiu (NaO2), calciu (CaO), fosfor (P2O5) și alți constituenți demateriale care ajută la formarea de legături chimice cu țesutul osos.

5.Modul de lucru folosit la efectuarea desenelor in AutoCAD

Crearea unui cerc cu un diametru dat :

Hasuri :

7.Concluzii :

In concluzie cercetarea in domeniul chirurgiei ortopedice vizeaza si descoperirea unor materiale noi, cat mai rezistente si mai apropiate de structura tesuturilor osoase, care sa poata fi utilizate in realizarea placilor, suruburilor si a protezelor ortopedice.

Printre dezavantajele suruburilor si placilor de metal utilizate pentru ficarea oaselor fracturate in chirurgia ortopedica se numara riscul aparitiei unei reactii de aparare a sistemului imunitar care necesita realizarea de noi interventii chirurgicale pentru indepartarea implanturilor.

Așadar ansamlurile filetate sunt foarte utilizare in inginerie dar si in medicina in principal pentru fixare dar si pentru refacerea sau inlocuirea anumitor tesuturi sau component din organism care au fost afectate.

Însa noi tipuri de suruburi au fost realizate dintr-un material obtinut prin dizolvarea fibrelor de matase naturala in alcool cu concentratie ridicata, turnarea substantei rezultate in forme speciale si prelucrarea termica a acesteia.