DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UNA IMPRESORA 3D CON SOFTWARE LIBRE

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DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UNA IMPRESORA 3D CON SOFTWARE LIBRE

Robinson Gerardo Aguirre Duque

Fundación para la Educación Superior San Mateo

Facultad de ingeniería-Ciclo Tecnológico VII semestre

Bogotá, Colombia

2019

DISEÑO Y FABRICACIÓN DE UNA IMPRESORA 3D CON SOFTWARE LIBRE

Robinson Gerardo Aguirre Duque

Tesis o trabajo de investigación presentada(o) como requisito parcial para optar al título de: Técnico en operación de procesos de producción

Director (a):

Ingeniero, Sergio Carrillo

Línea de Investigación:

INNOVACIÓN TECNOLÓGICA, SOCIAL Y EDUCATIVA.

Fundación para la Educación Superior San Mateo

Facultad de ingeniería-Ciclo Tecnológico VII semestre

Bogotá, Colombia

2019

Dedicatoria

Primeramente, a Dios por permitirme desarrollar este proyecto de investigación apoyado por el profesor Jorge Tierradentro, así mismo agradezco a mi padre Robinson Aguirre y a mi madre Nancy Duque, ya que son parte fundamental que brindan motivación y apoyo incondicional en el día a día para alcanzar la tan anhelada meta de graduarme del ciclo tecnólogo.

Agradecimientos

Para la ejecución de este proyecto de investigación hace parte fundamental varios actores los cuales son indispensables para la ejecución del mismo; a quien agradezco primeramente es a Dios por darme la vida y salud para poder ejecutar cada etapa que compone este documento; agradezco a mis padres, a mi amiga Natali Peraza quien nos apoyó incondicionalmente aportando sus conocimientos.

Así mismo agradezco a Greinellys Gudiño, mi compañera de vida quien me brido todo su apoyo y motivación para culminar con éxito este trabajo.

RESUMEN

La impresión 3D es una tecnología que logra convertir los diseños realizados con programas CAD en piezas reales, con características volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador para su respectivo uso en maquetas y piezas especializadas de la industria. Actualmente en Colombia su uso está destinado a la creación de prototipos, y moldes en sectores como la Ingeniería, la arquitectura o el diseño industrial lo cual permite, además de materializar y producir productos, prototipos y pilotos para pruebas de ingeniería, esto con el fin de que se garantice un modelo que sea funcional en cuanto al tema de costos y pruebas de ensayo para así lograr dar una calificación del funcionamiento del mismo.

El proceso productivo de las impresiones 3D está basado en polímeros y otros componentes similares; Actualmente los desarrollos de ingeniería en especial la mecatrónica tienen una necesidad obligatoria del uso de las impresoras 3D para poder llevar acabo todos sus aspectos académicos y laborales los cuales requieren desarrollos y estudio de modelados de piezas, obteniendo así un modelo físico para su uso.

PALABRAS CLAVE

IMPRESIÓN 3D

PRODUCTO COMERCIAL

DISEÑO DE PRODUCTO

DISEÑO INDUSTRIAL

CAD

FABRICACIÓN ADITIVA

Contenido

PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA        10

JUSTIFICACIÓN        12

OBJETIVOS        13

Objetivo general        13

Objetivos específicos        13

ESTADO DEL ARTE        14

MARCO TEORICO        31

Impresión 3D        31

Extrusor        32

Tecnologias de fabricación aditiva        32

Estereolitografia (SLA)        32

Sinterizacion láser selectiva        32

Deposición directa de metal        33

Modelado por deposición de hilo fundido        33

Fabricación por corte y laminado        33

Modelado por FDM        34

Fotosolidicación        34

Materiales        34

Herramientas externas        36

Modelado CAD        37

Slicer => Gcode        37

Proceso de termoconformado        37

Extrusión        37

Bioimpresora        38

Costos de producción        38

CONCLUSIONES        39

Lista de ilustraciones

2Esnaloa, (2018), Prototipo de barra anti-intrisión, figura 2 recuperado de https://ojs.aemac.org/materiales-compuestos/article/view/148/97        22

Lista de tablas

1Tabla 1. Comparación entre el valor de mercado y características de operación de las impresoras más comerciales. Autoría propia        39

PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA

La manufactura de polímeros es una de las industrias más grandes, ya que son de los productos de consumo más importantes y más utilizados en la cotidianidad de las personas, por eso este mercado tiene un lugar sobresaliente en el conjunto de la economía (Pérez, 2014). 

En el proceso de transformación de los polímeros se debe tener en cuenta los métodos tradicionales ya que el moldeo por inyección maneja diferentes tipos de espesores lo cual conlleva a altos costos de matricería (López, 2015), fuera de esto al ser un proceso de termoconformado al igual que cualquiera de los métodos primarios como son extrusión, soplado, inyección, el polímero suele trabajarse previamente fundido o reblandecido por efecto simultáneo de la aplicación de calor, presión y esfuerzos de cizalla. (Groover, 1997). Esto genera un alto consumo de energía, por el manejo de altas temperaturas. El moldeo de piezas tiene que tener tolerancias de precisión ya que este exige una selección más cuidadosa del material, y pueden generar daños al molde, los cuales son diseñados en metales especiales para aguantar altos niveles de temperatura, por sus ajustes milimétricos de matricería, y para su cuidado los moldes requieren mantenimiento del repulido, limpieza, reemplazo de partes dañadas o rotas (ACERO PARA MOLDES, S.F)  Inicialmente los procesos de transformación de polímeros eran diseñados empíricamente y luego optimizados mediante ensayos de prueba y error (interempresas, 2013)

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