Diseño de un prototipo de impresora 3D FDM con capacidad de 4 ejes.

Abstract

La impresión 3D se ha vuelto extremadamente popular en los últimos años, llegando a extenderse incluso en sectores de salud, educación y negocios. A lo largo de los años se han implementado varias tecnologías de impresión 3D, siendo el modelado por deposición fundida (FDM) la más popular de hoy en día. A pesar de eso, todavía presenta algunas debilidades, como su incapacidad para imprimir estructuras de geometría compleja sin la necesidad de soportes, que afectan tiempos de producción y calidad del acabado final. En esta tesis se analiza la posibilidad de eliminar esta problemática mediante el uso de un sistema de 4 ejes. Para ello, se diseñó el prototipo de una impresora FDM de 3 ejes con un 4to eje adicional. Se analizaron las características físicas y propiedades de los materiales de las estructuras, soportes y ejes guías, lo cual ayudó a determinar las fuerzas ejercidas sobre cada uno de ellos y de esa forma desarrollar los cálculos de diseño y la selección de componentes. Con este diseño preliminar, se procedió a realizar un análisis de elementos finitos por medio de un software CAM, verificando que el diseño de la estructura se encuentra correctamente realizado y que es capaz de soportar las cargas de cada eje. Adicional, se creó un caso de estudio en el cual se hizo una comparativa con las impresoras convencionales, comprobando que con nuestro diseño se ahorra material y se consume menos tiempo de producción.