Contribuyendo a la disponibilidad inmediata de respiradores de terapia orientados a pacientes con COVID19, tomamos como ejemplo un accesorio clave: la válvula unidireccional del kit.
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| Válvulas unidireccionales para respiradores de alta complejidad. |
La válvula, originalmente, es de plástico e inyectada. En otro contexto se podría comprar en el mercado, pero, al tratarse de un insumo crítico, no se consigue y además hay que adaptarla para este proyecto así que para asegurarnos el suministro, la desarrollamos 100% localmente.
Primero, el equipo de I+D de Centro Tecnológico Metalúrgico (CETEM) realizó el modelado 3D de la válvula, con asistencia técnica de los equipos de desarrollo del Centro de Servicios Industriales (CSI-ADIMRA) y Adox S.A. El primer modelo se realizó en base a la pieza inyectada.
Ese primer modelo no contemplaba el mecanizado necesario para su fabricación local, por lo que se tomó una decisión de diseño: partir la válvula en dos, el cuerpo por un lado y el aro interior sujetado con un cono por otro, diseñado para mecanizar en CNC y simplificando la pieza.
Con el modelo 3D digital, se pasó a la etapa de prototipado rápido para realizar las primeras pruebas funcionales. Usamos impresoras 3D de tipo FDM (Fused Deposition Modeling) fabricadas localmente por Trideo3D.
Con el primer prototipo impreso, hubo que rediseñar el modelo 3D, ya que sería muy difícil de mecanizar y el cono diseñado no asegura el sellado. Así, se pasó a la versión 3 donde fue necesario reducir el diámetro de la salida para aumentar la velocidad del fluido.
Sin embargo, para este punto ya necesitábamos la voz de un experto, y ¿qué mejor que la empresa que va a fabricar esta pieza? Nos contactamos con Cintolo Hnos. de Ituzaingó, y su equipo de matricería se sumó al proceso de diseño.
Realizamos intercambios vía Zoom, WhatsApp y mail, herramientas clave para superar el desafío que implica trabajar a distancia y desde casa. Así, llegamos a un cuarto diseño, ya pensando en las máquinas y posibilidades del fabricante real.
Con el cuarto modelo, pasamos rápidamente al taller para prototipar realizando una una pre-serie en aluminio y verificar funcionalidad, usabilidad y maquinabilidad. ¡La velocidad es clave en tiempos de pandemia!
Con la evaluación de la pre-serie en mano, pasamos a realizar la quinta y última versión, donde ajustamos detalles para su mecanizado y usabilidad. Gracias a la ayuda de INTI y ANMAT, definimos material, rugosidad, conicidad y otras cuestiones normativas.
Paralelamente, realizamos todos los planos y validamos el diseño con una impresora 3D de resina DLP que usa resinas fotosensibles, también de fabricación local Chimak3d. Casi listos para pasar a producción, faltaban las pruebas de simulación de fluido computacional (CFD).
La válvula unidireccional debe cumplir con parámetros de caudal, velocidad y presión de fluido. Para esto, antes de los ensayos físicos recurrimos a las herramientas de simulación numérica en la nube para validar nuestro diseño.
Con el ok de la simulación y toda la ingeniería de detalle lista, pasamos a realizar la primera pre-serie, que fue sometida a las pruebas físicas de validación por INTI en función de las exigencias de ANMAT.
Todo este proceso involucró:
- 2 semanas de modelado 3D y prototipado.
- 5 diseños diferentes.
- 3D tecnología FDM.
- 3D tecnologia DLP.
- 2 pre-series mecanizadas.
- Verificación y muchísimo capital humano participando activamente para cumplir el objetivo.
La vinculación público-privada trabajando en equipo para potenciar un objetivo puede lograr mucho más que los esfuerzos individuales. Es clave que aprovechemos las capacidades científico-tecnológicas que hemos desarrollado durante años para consolidar una sociedad más inclusiva.
Fuente: ADMIRA