Impresora 3D por extrusión de filamento con eje y infinito
El proyecto en cuestión consiste en el desarrollo de un sistema de impresión 3D con eje Y infinito, el cual mediante el uso de un modelo de impresión por banda que trabajando en conjunto con la tecnología de modelado por deposición fundida (FDM), permita mediante el uso de un filamento plástico la f...
- Autores:
-
Usma Hurtado, Jhon Taylor
Erazo Narváez, Jorge Ricardo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/14988
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/14988
https://red.uao.edu.co/
- Palabra clave:
- Ingeniería Mecatrónica
Impresión 3D
Manufactura aditiva
Eje y infinito
Impresión por banda
Modelado podeposiciónfundida
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- openAccess
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- Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2023
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El proyecto en cuestión consiste en el desarrollo de un sistema de impresión 3D con eje Y infinito, el cual mediante el uso de un modelo de impresión por banda que trabajando en conjunto con la tecnología de modelado por deposición fundida (FDM), permita mediante el uso de un filamento plástico la fabricación de piezas sin restricción de tamaño en un eje e inclusive la fabricación en series cortas de múltiples piezas. Para realizar este proyecto se utilizó la metodología de diseño concurrente la cual permitió desarrollar diferentes actividades en el mismo instante de tiempo otorgando la facilidad de generar un retroceso y ajustar distintos componentes sin afectar de gran manera los resultados finales, esto con el fin de fabricar un producto final que presentó en cada componente iteraciones que evolucionan constantemente su funcionalidad ajustándose al servicio del subproceso en que se estableció gracias a la fácil adaptabilidad brindada mediante la aplicación de la metodología utilizada, la cual fue compuesta por 5 fases principales siendo estas, el planteamiento de la problemática, la identificación de necesidades y especificaciones, la generación y selección de conceptos, la construcción del concepto seleccionado y la validación del sistema. A lo largo del presente documento se dispondrá del paso a paso generado en el proceso de diseño y fabricación implementado para lograr un producto confiable y funcional, el cual se generó a partir de variadas propuestas conceptuales las cuales fueron analizadas y tuvieron una constante retroalimentación hasta la conclusión del modelo final presentado en el documento. Mediante el uso de este sistema y tecnología implementada en un primer prototipo funcional que atravesó un proceso de validación establecido, se logró obtener resultados satisfactorios consiguiendo obtener piezas con mayores longitudes y con un tiempo de fabricación menor al de impresiones convencionales que hacen uso de la tecnología FDM, satisfaciendo de igual manera los objetivos y necesidades identificadas para el proyecto. Adicionalmente este sistema de impresión permite reducir la constante intervención humana y costos por tiempo de preparación o inclusive fallos de impresión comunes en las tecnologías actuales de impresión 3D. |
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[1] I.D Gibson., Rosen, y B. Stucker, Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. Springer, 2014. [2] A. Van Wijk y I. Van Wijk, 3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy. 2015. [3] J. Prusa y M. Bach, Principios básicos de impresión 3D,. Prusa Research a.s., 2020. [En línea]. Disponible en: https://www.prusa3d.com/es/ [4] M. Berchon, La Impresión 3D: Guía Definitiva Para Makers, Diseñadores, Estudiantes, Profesionales, Artistas Y Manitas En General. Editorial Gg, 2015. [5] J. O’Connell, «Belt 3D Printer: All You Need to Know», All3DP, Mayo 2022, [En línea]. Disponible en: https://all3dp.com/2/3d-printer-belt-all-you-need-to-know/ [6] M. Mensley, «Creality 3DPrintMill (CR-30): características y datos clave», All3DP, ene. 2021, [En línea]. Disponible en: https://all3dp.com/es/1/creality-cr-30-3dprintmill-analisiscaracteristicas/ [7] N. Funker, «Global 3D Printer Industry Buoyant Despite Challenges in 2021», Contextworld, 2021, [En línea]. Disponible en: https://www.contextworld.com/global-3d-printer-industrybuoyant-despite-challenges-in-2021 [8] K. Ulrich y S. Eppinger, Product Design and Development. McGraw-Hill Education, 2015. [9] G. C. Queipo, Fabricación de impresoras 3D en Argentina, 1.a ed. Instituto Nacional de Tecnología Industrial, 2019. [En línea]. Disponible en: https://www.inti.gob.ar/assets/uploads/files/industria-4-0/impresoras_3d.pdf [10] All3DP, «Tipos de impresoras 3D: las 7 technologías de impresión 3D», All3DP, feb. 2022, [En línea]. Disponible en: https://all3dp.com/es/1/tipos-de-impresoras-3d-tecnologia-deimpresion-3d/ [11] D. He, Y. Pang, G. Lodewijks, y X. Liu, «Healthy speed control of belt conveyors on conveying bulk materials», Powder Technology, vol. 327, pp. 408-419, mar. 2018, doi: 10.1016/j.powtec.2018.01.002.09 [12] C. Merlo. Diseño de una impresora 3d de banda continua para la fabricación de piezas y prototipos de manera rápida y eficiente. 2019. Universidad Internacional de Ecuador. Facultad de ciencias técnicas. [13] C. V, «Continuous 3D Printing: what are the solutions on the market?», 3Dnatives, ene. 2021, [En línea]. Disponible en: https://www.3dnatives.com/en/continuous-3d-printing140120204/ [14] J. Shah, B. B. Snider, T. Clarke, S. Kozutsky, M. Lacki, y A. Hosseini, «Large-scale 3D printers for additive manufacturing: design considerations and challenges», The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 104, n.o 9-12, pp. 3679-3693, oct. 2019, doi: 10.1007/s00170-019-04074-6. [15] R. Christoph, R. Muñoz, y Á. C. Hernández, «Manufactura Aditiva», Realidad y reflexión, vol. 43, p. 97, abr. 2017, doi: 10.5377/ryr.v43i0.3552. [16] Impresoras3d.com, «Las mejores impresoras 3D de gran formato de 2022», impresoras3d.com, jul. 2022, [En línea]. Disponible en: https://www.impresoras3d.com/lasmejores-impresoras-3d-de-gran-formato/ [17] J. Guerrero, J. Obonoga, C. Hurtado. Diseño de una Impresora 3d Basado en el Robot Delta para la Manufactura de Prototipos en Materiales de Tipo Cerámico (2017). Universidad Autónoma de Occidente. Semillero de investigación de manufactura aditiva. [18] C. Connery, «3D printing industry shipments report», TCT Magazine, dic. 2019, [En línea]. Disponible en: https://www.tctmagazine.com/additive-manufacturing-3d-printing-news/3dprinting-industry-shipments-report/ [19] I. Simon, M. Gurley, «3D printing trend report 2022», Hubs, 2022. [En línea]. Disponible en: https://www.hubs.com [20] «Ender-3 3D Printer», creality. https://www.creality.com/products/ender-3-3d-printer [21] M. Mensley, «SainSmart to Launch Infinite-Z Belt Printer with Wi-Fi», All3DP, sep. 2021, [En línea]. Disponible en: https://all3dp.com/4/sainsmart-to-launch-infinite-z-belt-printer-withwi-fi/ [22] N. Budinski et al., «Interconnection Of Materials Science, 3d Printing And Mathematic In Interdisciplinary Education», STED journal, vol. 1, n.o 2, jul. 2019, doi: 10.7251/sted1902021b. [23] «RAMPS 1.4 - RepRaP», RepRap, 2022. [En línea]. Disponible en: https://reprap.org/wiki/RAMPS_1.4 [24] «Diagrama de pines Arduino (pinout arduino)», Geek Factory, ene. 2023, [En línea]. Disponible en: https://www.geekfactory.mx/tutoriales-arduino/diagrama-de-pines-arduinopinout-arduino/ |
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Para realizar este proyecto se utilizó la metodología de diseño concurrente la cual permitió desarrollar diferentes actividades en el mismo instante de tiempo otorgando la facilidad de generar un retroceso y ajustar distintos componentes sin afectar de gran manera los resultados finales, esto con el fin de fabricar un producto final que presentó en cada componente iteraciones que evolucionan constantemente su funcionalidad ajustándose al servicio del subproceso en que se estableció gracias a la fácil adaptabilidad brindada mediante la aplicación de la metodología utilizada, la cual fue compuesta por 5 fases principales siendo estas, el planteamiento de la problemática, la identificación de necesidades y especificaciones, la generación y selección de conceptos, la construcción del concepto seleccionado y la validación del sistema. A lo largo del presente documento se dispondrá del paso a paso generado en el proceso de diseño y fabricación implementado para lograr un producto confiable y funcional, el cual se generó a partir de variadas propuestas conceptuales las cuales fueron analizadas y tuvieron una constante retroalimentación hasta la conclusión del modelo final presentado en el documento. Mediante el uso de este sistema y tecnología implementada en un primer prototipo funcional que atravesó un proceso de validación establecido, se logró obtener resultados satisfactorios consiguiendo obtener piezas con mayores longitudes y con un tiempo de fabricación menor al de impresiones convencionales que hacen uso de la tecnología FDM, satisfaciendo de igual manera los objetivos y necesidades identificadas para el proyecto. 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T. y Erazo Narváez, J. R. (2023). Impresora 3D por extrusión de filamento con eje y infinito. (Proyecto de grado). Universidad Autónoma de Occidente. Cali. Colombia. https://red.uao.edu.co/handle/10614/14988[1] I.D Gibson., Rosen, y B. Stucker, Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. Springer, 2014.[2] A. Van Wijk y I. Van Wijk, 3D Printing with Biomaterials: Towards a Sustainable and Circular Economy. 2015.[3] J. Prusa y M. Bach, Principios básicos de impresión 3D,. Prusa Research a.s., 2020. [En línea]. Disponible en: https://www.prusa3d.com/es/[4] M. Berchon, La Impresión 3D: Guía Definitiva Para Makers, Diseñadores, Estudiantes, Profesionales, Artistas Y Manitas En General. Editorial Gg, 2015.[5] J. O’Connell, «Belt 3D Printer: All You Need to Know», All3DP, Mayo 2022, [En línea]. Disponible en: https://all3dp.com/2/3d-printer-belt-all-you-need-to-know/[6] M. 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