Diseño y validación de una extrusora de filamento para impresoras 3D.

Abstract

Con la creciente popularidad de la impresión 3D, se está generando un aumento de materiales residuales postproducción que no tienen utilidad representando pérdida de materia prima, además de una falta de conciencia sobre el reciclaje y los objetivos sostenibles en la cultura actual. En el mercado no existen productos disponibles para solucionar esta problemática de manera sostenible y económica. Por lo tanto, el proyecto busca profundizar en la producción de dispositivos de bajo costo para la reutilización de desechos poliméricos. Proponiendo así el diseño de un sistema de trituración y extrusión de filamento para impresoras 3D, triturando los residuos y convirtiéndolos en pellets que posteriormente serán extruidos y moldeados por la extrusora para obtener un rollo de filamento. Se realizaron los modelos finales en el software de Autodesk Inventor permitiendo la simulación y validación de los componentes mecánicos. Para la trituradora se contempló el uso de dos ejes con cuchillas de garras que facilitaran la pulverización, mientras que la extrusora posee un sistema de empuje de polímeros por medio de un husillo. Principalmente se hizo uso de los materiales como el Acero A36 para carcasas y soportes de componentes grandes, entregando factores de seguridad efectivos para el prototipo, mientras que el Acero inoxidable A304 se escogió por sus propiedades mecánicas para piezas sometidas a calor. En lo referente al sistema eléctrico y de control, se simuló en el software Proteus la aplicación de un Arduino para controlar la velocidad y temperatura, validando dentro de las limitaciones del programa la autorregulación de los calentadores. El sistema se diseñó con la capacidad de procesar PLA y ABS reciclable y se estima alcanzar una extrusión de 1 kg en 2 horas y media, de manera que se disminuirían los costos de servicios de reciclaje y se reduciría la cantidad de materia prima desperdiciada.