Universidad Tecnológica De Querétaro

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Universidad Tecnológica de Querétaro Firmado digitalmente por Universidad Tecnológica de Querétaro Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad Tecnológica de Querétaro, o=UTEQ, ou=UTEQ, [email protected], c=MX Fecha: 2014.09.17 16:09:13 -05'00' UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO Nombre del Proyecto: Impresora 3D Empresa: SOLUCIONES INNOVACION Y COMERCIO S.A DE C.V Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de: TECNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA ÁREA AUTOMATIZACIÓN Presenta: Mata Ramírez Rosa Anahí Asesor De La UTEQ Asesor De Organización MELENDEZ ROMERO MANUEL ING. JUAN MARCOS ORTIZ H. Santiago De Querétaro, Qro Septiembre 2014 Resumen En este Proyecto consiste en diseñar y armar una impresora 3D con la finalidad de implementar un mejor manejo y forma, desde la base de un nada hasta llevarlo a la creación de un diseño propio por la misma empresa. Se incluyen bocetos de algunas partes de la maquina cabe destacar que en la parte de programación y diseño fueron las más complejas, como también el hecho de la búsqueda de materia prima, cada factor afecto al proceso de la misma, sin embargo cabe destacar que se trabajó arduamente en el proyecto como también en diversas actividades. En esta memoria se resume de una simplicidad de lo que ahora puede llegar hacer una maquina físicamente, desde los alcances que pueda tener la maquina como la proyección de la misma aniveles laborales, se pretende que la maquina sea un factor de ingreso para la empresa. El realizar este proyecto, la motivación de hacerlo es la creatividad con la que cuenta sus trabajadores, como los mismo dueños, tiene una gran experiencia que permite que alumnos desenvolvernos de la mejor manera. 2 como nosotros podamos A lo largo del proyecto podremos encontrar las instrucciones visuales que nos permitirán ensamblar la impresora, así como su extrusor; que es el dispositivo encargado de extruir el plástico para crear las piezas. Se aporta también en este documento una importante cantidad de información acerca de la electrónica que necesita la máquina en cuestión; llegando a mostrar las primeras muestras de lo que la máquina es capaz de hacer. Este proyecto consiste en construir una impresora 3D, de los que forman el Proyecto Reprap, basado en la construcción de piezas a través de la extrusión de un hilo o filamento de plástico, y a partir de un diseño en tres dimensiones de la pieza a construir. 3 Description The Company where I did my service has two floors and an outdoor space. The first space is the reception, next is the workshop in which projects are carried out. On the second floor there are offices and then there is a space where meetings are held. Juan is bald, tall, thin, with brown eyes; he also wears glasses. He always said, “It takes constant effort to do great things in life” The work environment was a constant pressure. 4 Dedicatorias El esfuerzo la constancia, las ganas de salir adelante fueron formados y difundidos por seres que hasta el día de hoy me acompañaron a salir adelante, mis padres, hermanos, amigos, por las personas que entraron a mi vida y me Han hecho feliz. Te dedico esta memoria a ti madre por ser mi todo, mi fuerza y enseñarme a salir adelante desde donde Este. 5 Agradecimientos Agradezco, primero a dios creador por darme la oportunidad de salir adelante, a mis padres por darme siempre ese empuje, a mi madre que siempre fue mi pilar, mi fuerza, mi todo, mis hermanos que siempre me apoyaron escucharon, mis amigos, viví momentos muy satisfactorios, a todas esas personas tan especiales que forman parte de mi vida, me dieron ese empuje de terminar y continuar con mi formación profesional. A mis profesores que atreves de su ejemplo ellos compartieron su conocimiento con cada uno de nosotros, a mis compañeros Gracias esta memoria es por cada uno de ustedes. 6 Índice Resumen ................................................................................................................. 2 Description ............................................................................................................. 4 Dedicatorias............................................................................................................ 5 Agradecimientos .................................................................................................... 6 Índice....................................................................................................................... 7 I. Introducción .................................................................................................... 8 ll. Antecedentes.................................................................................................... 10 ll.l Inicios de la impresora ........................................................................................... 10 ll.ll Fabricación de prototipos ...................................................................................... 10 ll.lll Avances medicinales ............................................................................................ 11 ll.lV Primera impresora de auto replica .................................................................... 13 lll. Justificación .................................................................................................... 14 lV. Objetivos ......................................................................................................... 16 V. Alcances ........................................................................................................... 17 Vl. Analisis De Riesgos ........................................................................................ 20 Vl.l Riesgos de la impresora 3d ................................................................................. 20 Vll. Fundamentación teórica ................................................................................ 22 Vlll. Plan de actividades ....................................................................................... 25 lX. Recursos humanos ......................................................................................... 26 X. Desarrollo del proyecto ................................................................................... 27 X.l Búsqueda de información ....................................................................... 27 X.ll El Proyecto Reprap ................................................................................. 28 X.lll Estructura del soporte ........................................................................... 35 X.lV Impresora 3d ......................................................................................... 37 X.V Componentes y diseños ........................................................................ 39 X.Vl Diagramas ............................................................................................. 44 Xl. Resultados obtenidos ..................................................................................... 46 Xll. Conclusiones y recomendaciones ............................................................... 47 Xlll. Anexos Xlll.l Diseños de partes de la impresora 3D XlV. Bibliografía 7 I. Introducción El presente trabajo de investigación y tesis se presenta la importancia de obtención de una impresora 3D, la relevancia de la situación en la empresa exigía que la misma contara con un ingreso más para la disposición al cliente dándole un giro de modernización, creando desde un punto cero hasta llegar a la conclusión de la realización de la maquina físicamente. Ofreciendo a los clientes una gama de creación en una plataforma llamada Card, permite que un diseño elaborado en diversos programadores formaran parte dela interfaz de comunicación con la placa Arduino Mega 2560 R3, para así llevarlo a la creación de dicho diseño en una plataforma de impresión. De inicio se aborda de manera general los antecedentes de la creación de la impresora y sus alcances a mayor nivel, dando como referencia la esquematización de la misma creación, dejando como lugar una amplia información de gran utilidad. 8 Posteriormente con la información se comienza hacer creación de prototipos y materiales para el desarrollo de la misma con la finalidad de que los errores obtenidos no sean perjudiciales para la etapa final de la impresora. Al abordar el tema de las ganancias que este proyecto representa para la empresa se toma la decisión de continuar haciendo un modelo que beneficiará en primer lugar la empresa y la facilidad de movilidad. La universidad Tecnológica De Querétaro nos permite llevar acabo las prácticas desde una enseñanza de un 70% de prácticas y un 30% de teoría, dándonos la oportunidad de conocer la trayectoria desde una empresa y saber el manejo real desde el campo laboral. 9 ll. Antecedentes ll.l Inicios de la impresora El inicio de la impresión 3D se remonta a 1976, cuando se inventó la impresora de inyección de tinta. En 1984, algunas adaptaciones y avances sobre el concepto de la inyección de tinta transformaron la tecnología de impresión con tinta a impresión con materiales. A lo largo de las últimas décadas, ha habido una gran variedad de aplicaciones de la tecnología de impresión 3D que se han desarrollado a través de varias industrias.[1] ll.ll Fabricación de prototipos 1992 – FABRICACIÓN DE PROTOTIPOS CAPA POR CAPALa primera máquina de impresión 3D del tipo SLA (estereolitográfico) en el mercado, fue desarrollada por la empresa 3D Systems. El funcionamiento básico de esta máquina consiste en que un láser UV va solidificando un fotopolímero, un líquido con la viscosidad y color parecido al de la miel, el cual va fabricando partes tridimensionales capa por capa. A pesar de la imperfección, de sobra se demuestra que piezas altamente complejas podían ser fabricadas por la noche.[1] 10 ll.lll Avances medicinales 1999 – ÓRGANOS DE INGENIERÍA TRAEN NUEVOS AVANCES EN MEDICINAEl primer órgano criado en laboratorio que se implementó en humanos fue un aumento de la vejiga urinaria utilizando recubrimiento sintético con sus propias células.La tecnología utilizada por los científicos del Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa, abrió las puertas al desarrollo de otras estrategias para los órganos de la ingeniería, el cual pasaba por la impresión de los mismos. Debido a que están fabricadas con células propias del paciente, el riesgo de rechazo es prácticamente nulo.[1] 2002 – UN RIÑÓN 3D EN FUNCIONAMIENTOLos científicos diseñan un riñón en miniatura completamente funcional y con la capacidad de filtrar sangre y producir orina diluida en un animal.El desarrollo llevó a la investigación en el Instituto de Wake Forest de Medicina Regenerativa el objetivo de imprimir los órganos y tejidos con tecnología de impresión 3D.[1] 2005 – OPEN-SOURCE COLABORA CON LA IMPRESIÓN 3DEL Dr. Adrián Bowyer funda RepRap, en la Universidad de Bath, una iniciativa de código abierto para construir una impresora 3D que puede imprimir la mayoría de sus propios componentes. La visión de este proyecto es el de democratizar 11 la fabricación de unidades de distribución de bajo coste RepRap a las personas de todo el mundo, lo que les permite crear productos a diario por su cuenta.[1] 2006 – EL SLS Y LA PERSONALIZACIÓN EN LA FABRICACIÓN EN MASASTE año se construye la primera máquina del tipo SLS (Sintetización de laser selectivo) viable.Básicamente, este tipo de máquina utiliza un láser para fundir materiales en el proceso de impresión 3D. Este descubrimiento abre las puertas a la personalización masiva y a la demanda de fabricación de piezas industriales, y más tarde, prótesis.Ese mismo año, Object, un proveedor de materiales e impresoras 3D, crea una máquina con la capacidad de imprimir en múltiples materiales, incluyendo polímeros y elastómeros. La máquina permite que una parte sea fabricada con una gran variedad de densidades y propiedades de material.[1] 12 ll.lV Primera impresora de auto replica 2008 – LA PRIMERA IMPRESORA CON CAPACIDAD DE AUTO REPLICA.Tras su lanzamiento en 2005, el proyecto RepRap saca a la luz Darwin, la primera impresora 3D con capacidad de imprimir la mayoría de sus propios componentes, permitiendo a los usuarios que ya tienen una, hacer más impresoras para sus amigos o incluso reparar componentes de la suya.[1] 2008 – LANZAN SERVICIOS DE CO-CREACIÓN.Shapeways lanza una página web beta privada para ofrecer un nuevo servicio de co-creación entre la comunidad permitiendo que artistas, arquitectos y diseñadores presenten sus diseños en 3D como objetos físicos baratos.[1] 13 lll. Justificación El proyecto fue realizado en la Empresa SINNC - Soluciones Innovación y Comercio S.A. de C.V. base a las necesidades de nuestro Empresa Exigiendo un estatus de demanda En campo laboral y posteriormente comercial. La empresa no contaba con una impresora adquirida si no que el trabajo es mandado a otro departamento viendo las necesidades y demandas del cliente como también factores que impedían el crecimiento económico de la empresa, es que se propuso solucionar internamente la situación con la que se encontraba, se decidió invertir tanto en un prototipo para las pruebas y posteriormente poder hacerlo en materia real y táctil la impresora, con la intención de mejorar las ventas en la empresa, El contar con una impresora 3D es una exigencia del ramo industrial. Revolucionando la idea de hacer posible materializando un producto que puede ser impreso en un estatus determinado y llamado 3D. La problemática en mencionado proyecto sonlos costos como también, nos demandó no solo el trabajo de una sola persona sino que también fundamental, el trabajo en equipo. 14 fue La innovación del producto ofrecido por nosotros es que sea fácil de transportar como también cumpla un dictamen de reglas por las cuales el operador no podrá tener problemas para el acceso al manejo de la máquina, como también los sensores que detectan la pieza, evitando que el operador corra algún riesgo, La planta no opera si no es censada por las coordenadas parámetros que el producto demande para la realización de ello. Con un margen de error pequeño en el cual la producción de la planta sea a un más eficiente como la fuerza de impacto en la industria para la automatización e impresión en 3D. 15 lV. Objetivos Mejorar los productos en planta, reducción de los costes de línea de producción. Mejorar e innovando los productos que son costosos materializando no solo en un esquema plano si no visualizando a un esquema en 3D. Realizar operaciones imposibles de controlar manualmente. Proponiendo una optimización del equipo de impresión en 3Dque consiste en la optimización del diseño llegando a un grado de dificultad óptima para el procesamiento de un producto terminado. 16 V. Alcances Al comienzo del proyecto, se establecieron las necesidades del cliente, también la forma de operación, como la facilidad y comprensión de la maquina al operador. La idea de innovar y hacer creaciones no solo en una versión de diseño en computadora, si no esquematizar ese diseño y traerlo físicamente en un plano real, tangible. Se pretende comerciar Diseños de piezas a un grado de perfección, pero por supuesto también tiene sus márgenes de errores los cuales permitirán mejorar de muchas formas la máquina, como también hacer crecer el comercio tangible de la empresa. Se pretende que esta máquina mejore los ingresos de la misma empresa como también es un medio expandible en una gama servicios para nuestros clientes. 17 muy diversa en En la primera etapa de la impresora se llevó a cabo desde la formación de como seria, la capacidad de líquido, como el material se acumularía en capas y que sería capaz de hacer por el desplazamiento del motor. El primer paso es dibujar el objeto, Los planos tienen que ser tridimensionales, por lo que se necesita de un software especial para la elaboración de diversos diseños que la maquina pueda leer. Posteriormente lo que se hace es que el diseño se materialice de una forma en que la maquina pueda comprender que el diseño debe quedar tan cual al formato base que se le dio, en esta opción la programación es muy importante porque le da parámetros para que la maquina pueda comprender que ejes limitan. En el siguiente proceso es donde las capas comienzan adherirse formando hacia la pieza de una en una poco a poco, una pieza puede llevar varias horas, el grosor de la línea de capas puede medir hasta 0.1 milímetros; por esa misma razón es que lleva tiempo realizar una misma pieza. Inyectado por un acrílico especial que cuando la primera capa es recubierta lo barniza y permite un momento para que seque después vuelve 18 a montar la siguiente capa y así posteriormente hasta llegar al punto z de la pieza. Lo importante de la maquina también es que esta ahorra mucho material ya que el diseño le permite globalizar el uso de este material hacerla precisa. Lo que se espera de la impresora no solo es el diseño si no que el impacto sea visual como comercial a ese tipo de rango es que se planteó y planeo la máquina. 19 Vl. Analisis De Riesgos Vl.l Riesgos de la impresora 3d La impresora puede contar con facultades de grosor o incluso el liquito puede ser muy difícil de conseguir como también un tanto costoso, los alcances que puede tener la maquina pueden delimitarse al tamaño de la impresora como también a los factores de clima, ambiente, mal manejo de la unidad. El tiempo nos limita hacer cambios y variaciones pero lleva tiempo, pues es necesario hacer diversas pruebas para mejorar su exactitud ya que la maquina se mueve como una impresora normal solo que sus ejes tiene que tener una precisión y la distribución de líquido en capas debe ser factible. El mayor riesgo es que la pieza no salga totalmente como fue diseñada y la precisión de motores haga variaciones entre las capas. También un factor potencial es el tiempo en el que reaccione la máquina para procesar las indicaciones, la fragilidad del el líquido. También contamos con diversos problemas, que actualmente nos retrasan en la producción de la impresora, desde motores hasta programación y 20 sobretodo los costes de la máquina, muchas de las piezas como líquidos son traídos de otros lugares, el tiempo de espera y llegada de mercancía es lo que más nos detuvo. Diversos parámetros que tenemos que cambiar para que sea más precisan la impresora, se pretende comerciar con la máquina, pero estamos hablando de un panorama a futuro 21 Vll. Fundamentación teórica En el proceso de investigación de la elaboración de la impresora se encontraron diversidad de páginas, como aportaciones de noticias, etc., donde la invención de la impresora puede ser variable en estándares de construcción e incluso de programación, tales como a continuación se mostrara. Los ejes RepRap - como muchas máquinas CNC - se mueven sobre las barras lisas con casquillos o más recientemente con rodamientos lineales. Bujes son realmente casquillos de fricción. Se deslizan sobre barras lisas y casi no proporcionan la fricción cuando se mueve arriba y abajo de las barras. Por lo general, casquillos de fricción se utilizan para convertir alrededor de un cilindro (o hacer que el giro del cilindro interior.) En la RepRap los casquillos no giran, sino que linealmente se mueven arriba y abajo de las barras lisas siguientes una línea imaginaria en las varillas. 22 Rodamientos lineales tienen pequeñas bolas en el interior y proporcionar movimiento libre en una dirección. Ambos cojinetes y rodamientos lineales pueden ser ya sea impresos o proceden como piezas de metal. Casquillos de metal están hechos de latón, ya que es el único metal que tiene una baja fricción y es auto lubricante. Diseños RepRap que utilizan rodamientos lineales suelen utilizar rodamientos de metal LM8UU. El diseño estándar RepRap Mendel Prusa utiliza casquillos que son más que suficiente para el propósito. Algunas personas creen que una impresora RepRap parece más fresco cuando está equipado con rodamientos lineales LM8UU. [2] El hecho de que el modelo se corta en capas conduce naturalmente a llenar cada una de estas capas con un patrón 2D. Las líneas de red y de los patrones de Skeinforge producen objetos sólidos, estables desde tan poco como 30% de relleno, y en su mayor parte, esto es suficiente. Me pregunto sin embargo si podemos encontrar una mejor estrategia de llenado? Uno que utiliza la naturaleza del modelo en 3D. 23 Si el relleno es proporcionar fuerza interna a un objeto y apoyar cualquier voladizo interior (techos), sino también el uso mínimo de material, entonces creo que el algoritmo ideal sería analizar el modelo e identificar la mejor forma de puntales de posición, columnas, contrafuertes y tal. Teniendo en cuenta la capacidad de las impresoras para llenar los vacíos y así sucesivamente. [3] 24 Vlll. Plan de actividades Actividades Planteamiento del problema análisis de riesgos Investigación costos materiales diseños desarrollo cableado programación modelo aleatorio construcción del modelo modificaciones mediciones creación de piezas necesarias montaje y corrección semanas meses 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 14 15 16 4 4 4 Fecha de inicio Fecha de fin 13/05/2014 25/07/2014 0 5 10 25 15 20 25 lX. Recursos humanos Materiales Humanos Motor A pasos Nema 17 Programadores motor a pasos Epson EM-257 ensamblador Arduino Mega 2560 R3 Diseñador 5pcs A4988 Stepper Driver Module Maquinador 1pcs RAMPS 1.4 Controller 1pcs Mega 2560 R3 1pcs MK2B heatbed Materiales Banda para motor de 6mm Materiales Carriles de aluminio Extrusor El calor resistencia de ohm 4.7 ABS o PLA Tornillo sin fin Tornillos halen 5mm Tornillos halen Maquinados y diseños Tornillos halen 26 X. Desarrollo del proyecto Capítulo I X.l Búsqueda de información Principalmente al saber la problemática de la empresa, se evaluó las razones por las cuales tiene bajas entradas de efectivo, y se llegó a la conclusión de que hacer una impresora creada desde cero moldeada y manejada a las necesidades de la producción de la misma aria que fuera mejor que adquirir una construida e incluso pensarse en comerciarla, previendo gastos se comenzó con la búsqueda de propuestas e ideas para la impresora 3D. Buscando distintos modelos y ya que en diversos sitios web hay una gran variedad de información como también adquisición de material para elaborarla, se propuso hacer una impresora con ejes libre, ya que la movilidad de muchas impresoras de penden de los movimientos de la cabeza del extrudido se mueve de manera a los ejes principales es decir eje x, eje y, eje z. Para que esto sea más ágil y fácil de moverse se propuso que se moviera la cama de impresión. 27 Como principal la cama de impresión cumpliría la movilidad de los ejes x, y, z., para facilitar la impresión. X.ll El Proyecto Reprap El Proyecto Reprap nace en el año 2.005 gracias a la idea del ingeniero Adrian Bowyer de la Universidad de Bath, en el Reino Unido. El nombre Rerprap proviene de “Replicating Rapid prototyper” y su filosofía desde el inicio estuvo basada en diseños y desarrollos Open Source, motivados por su idea de que la industria nunca desarrollará una máquina auto-replicable porque no le saldría rentable. Al cabo de tres años consiguieron desarrollar el primer modelo de impresora 3D del Proyecto Reprap, y así, en Febrero del año 2.008, crearon la primera impresora 3D, el modelo conocido como Darwin; nombre inspirado del creador de La Teoría de la Evoloción, Charles Darwin, pues tenían la idea de crear una sucesión de modelos que evolucionen más rápido que las 28 especies de seres vivos. A su vez, esta impresora consiguió crear su primera réplica en Mayo de ese mismo año. El modelo Darwin que los componentes del Proyecto Reprap terminaron en el año 2.008 es una impresora como la que se muestra en la imagen de la figura 1. Figura 1. Primer modelo de impresora 3D del Proyecto Reprap: Darwin El grupo de ingenieros del Proyecto Reprap creció mucho en poco tiempo y se creó la Reprap Foundation (Fundación Reprap) desde donde se venden piezas impresas. 29 Uno de los impulsores de esta fundación fue el ingeniero Zach Smith, que por otro lado fue uno de los creadores de Makerbot. Gracias a Reprap Foundation se comenzaron a impartir talleres por todo el mundo. El propio Zach Smith dirigió el taller que se celebró en Febrero de 2.009 en el Medialab Prado de Madrid, en el cual se construyó una Darwin. Zach Smith aprovechó para dar a conocer la noticia de que habían creado MakerBot Industries, dónde cualquiera podría comprar el material necesario para construirse un modelo de impresora que habían desarrollado en MakerBot, la denominada Cupcake; que costaba en total, incluyendo gastos de envío, alrededor de 715 €. En la imagen de la figura 2 podemos ver el modelo Cupcake, de MakerBot, del que se está hablando. 30 Figura 2. Impresora 3D modelo Cupcake, de MakerBot Sin embargo esta Cupcake, a la que Juan González bautizó con el nombre R1, le sirvió para imprimirse las piezas con las que se construyó, dos años y medio después, su propia Prusa Mendel, a la que bautizó como R2; e incluso con R2 tardó solo unos meses en imprimirse las piezas necesarias para construirse su tercera impresora 3D, una Prusa Mendel iteración 2 a la que denominó R3. Esto muestra como el mundo de las impresoras 3D 31 Continuando con la historia del Proyecto Reprap, cabe destacar también que Zach Smith, que recordemos que era uno de los impulsores de Reprap Foundation, creó la web Thingiverse, que podemos visitar en la siguiente dirección [4]. Creó esta web para subir sus diseños en 3D imprimibles y que los usuarios de impresoras 3D pudieran descargarlos. Hoy en día, son muchos los usuarios que suben sus propios diseños para intercambiarlos con otros usuarios; pero además se utiliza la web para valorar los diseños de los demás, compartir información acerca del ensamblado de los diseños que se suben, etc. El siguiente hecho importante del Proyecto Reprap se dio en Octubre del año 2.009, cuando terminaron el diseño del modelo Mendel. Este nuevo modelo supuso el mayor avance para Reprap, pues suponía haber conseguido una impresora 3D aún más compacta y fácil de montar y replicar que las que ya existían,En la figura 3 se muestra una imagen del modelo Mendel. 32 Figura 3. Impresora 3D modelo Mendel, del Proyecto Reprap Pero el modelo Mendel no se quedó sólo en eso, de él comenzaron a surgir modelos derivados. En la imagen de la figura 4 podemos ver el modelo Prusa Mendel original, el de Agosto del año 2.010, y en la de la figura 6 tenemos la segunda versión del modelo Prusa Mendel, el de Noviembre de 2.011. El lector verificará que estructuralmente los cambios son difíciles de apreciar a priori. 33 Figura 4. Impresora 3D modelo Prusa Mendel, del Proyecto Reprap En base a la historia e información presentada y documentada, el proyecto dio lugar y pauta para ser realizado y maquinado en la empresa. A continuación se presentara la estructura desglosada como cada componente usado, cabe mencionar que algunas cosas no pueden ser mostradas en la memoria por que no son del todo autorizadas y muchas de ellas son internas de la empresa. 34 X.lll Estructura del soporte Para la construcción del soporte de la impresora se diseñó toda la estructura dándole una vista galvanizada alas piezas, haciendo de ella una atracción visual para quien la use. Llamando la atención al cliente de forma visual cumpliendo el primer objetivo de venta de la impresora. Las piezas hechas para sujetar la impresora son diversas a continuación una descripción breve e imágenes, cabe mencionar que se hicieron diversidad de modificaciones, pero la impresora estructuralmente y electrónicamente hablando son creados por la misma empresa. Cada pieza fue hecho de diversos materiales cada uno se explicara en imágenes esquemáticos por el creador y también se mostrara la impresora por un software llamado soli Word. En el primer diagrama podemos ver cómo está compuesta la impresora y como es que debe quedar totalmente diseñada creando en ella facilidad de 35 movimiento para los ejes como protecciones para los motores, también se incluyeron y centraron lugares específicos por donde pasarían todos los cables teniendo un orden en ella, una barra de protección para los cables, básicamente se pensó en que el diseño fuera más allá de lo pensado, cabe mencionar que se debieron hacer cambios por piezas que no se tenían contempladas,, pero todo esto se resolvió de manera virtual para posteriormente pasarlo a la manera física del proyecto. Las partes de color amarillo y rojo fueron galvanizadas, el material usado en ellas son aluminio el acabado es anodizado, le permite a la pieza un acabado más fino, llamativo para el que lo pueda adquirir la idea original es la venta de este producto por ello es que se debe cubrir cada detalle en un esquema de precisión y visualización estándar para el cliente. Por otra parte las piezas de color negro son de un material llamado acetal el acabado es anodizado, estas piezas por su parte y en la mayoría cumplen con la función de proteger los motores como pequeñas partes de la impresora para que tenga un acabado más llamativo. 36 Capitulo ll X.lV Impresora 3d La impresora dejo de ser un sueño para la adquisición de ella y poderla crear al gusto y necesidades básicas del adquisitivo, para la empresa es un logro importante contar con ella. La funcionalidad de la misma es que produzca piezas, y diseños desde un software donde pueda ser manipulable para coordenadas en cama de calor, la inyección de material será controlado por 2 motores más que permitirá el paso del mismo material hacia las boquillas de inyección y será censado por una pantalla LCD (Full Graphic Smart Controller-1) en ella podremos mandar datos desde la temperatura de la pieza hasta el calor que hay alrededor de ella, también con ayuda de una resistencia (termostato) que nos permita mandar directamente la señal a la pantalla, los ejes de movilidad son los ejes x, ejes z y eje y, estos campos permitirán que la cama caliente se desplace hacia arriba, abajo en dirección a los ejes permitiendo una movilidad más amplia. Una impresora 3D es una máquina capaz de realizar "impresiones" de diseños en 3D, creando piezas o maquetas volumétricas a partir de un diseño hecho por ordenador. 37 Surgen con la idea de convertir archivos de 2D en prototipos reales o 3D. Comúnmente se ha utilizado en lamatricería o la prefabricación de piezas o componentes, en sectores como la arquitectura y el diseño industrial. En la actualidad se está extendiendo su uso en la fabricación de prótesis médicas, ya que la impresión 3D permite adaptar cada pieza fabricada a las características exactas de cada paciente. Otra tecnología de impresión 3D funciona inyectando resinas en estado líquido y curándolas con luz ultravioleta. Se trata de fotopolímeros de base acrílica con diferentes propiedades físico-mecánicas: variedad de flexibilidades, elongación a rotura, resistencia, colores, etc. Se caracteriza por su precisión y acabado de superficie, lo que hace que su aplicación en matricería resulte muy adecuada. Las piezas están totalmente curadas al terminar la impresión y no hay tiempo de espera, aunque hay que retirar soportes de impresión con un chorro de agua a presión. Esta tecnología ha sido la primera en lograr inyectar dos materiales diferentes en una misma 38 Impresión, permitiendo la creación de materiales digitales con propiedades "a la carta". X.V Componentes y diseños Varilla Roscada M8 Varilla Lisa (de acero Inox.) M8 Tonillo M3 x 10 Tornillo M3 x 25 39 Tornillo M3 x 40 Tuerca M8 Tuerca M3 Arandela M8 Arandela M8 x 30 Arandela M3 Rodamiento 608zz blindados Muelle (8 mm de interior) 40 Muelle (3 mm de interior) Motor paso a paso Nema 17 Finales de carrera 41 Correa dentada T5 840x5 mm Correa dentada T5 1380x5 mm Base caliente “heatedbed” Mk1 Resistencia para Boquilla 42 Termistor de 100 ó 200 KΩ Pantalla lcd 12864 43 X.Vl Diagramas Pantalla lcd 12864 44 Finales de carrera 45 Xl. Resultados obtenidos Por el tiempo e inversión económica no se logró a un concretar el proyecto pero se sigue desarrollando mejoras para poderlo terminar en un futuro no muy lejano, el proyecto en sí es una complejidad pero se aprendió de cada procedimiento, desde la forma de como diseñarlo las variaciones y cambios constantes que este llevo para finalizarlo como también cada detalle que surgió en el proceso. Esta es una propuesta que posteriormente la empresa podrá hacer una realidad en el cual en la actualidad se sigue trabajando y me mantengo en el proyecto hasta terminarlo con el deseo de poderlo ver funcionar. Me lleve una grata impresión dentro de la empresa como de los que lo conforman pues tiene grandes conocimientos que a un me faltan por adquirir, pero comprendo que es un ramo muy extensivo. 46 Xll. Conclusiones y recomendaciones Por la investigación y falta de tiempo como también a la solvencia económica de la empresa, se pospuso un poco la implementación ya que mucho de los elementos para usar son fabricados, se necesita tiempo y material para hacerlo realidad. Recomendamos siempre tener presente la base y variación de la misma dejando un grosor mínimo de 5mm para que los cambios posteriores a la pieza de ensamblaje no tenga la limitación de volverse hacer por un error tan pequeño. También tomar en cuenta que muchas de las piezas echas es ventajoso pero también contienen un riesgo considerable, ya que la variación de los componentes hace que no embonen como deberían y se tiene que hacer cambios. Realizar todo en un prototipo ya sea en diseñador virtual o real es elemental tener las dos formas ya que los errores pueden ser mínimos y no ser tan costosos. 47 Xlll. Anexos Xlll.l Diseños de partes de la impresora 3D XlV. Bibliografía [1] M. A. VILLAR, «impresoras3D.com,» 23 Marzo 2013. [En línea]. Disponible en : http://www.impresoras3d.com/breve-historia-de-la-impresion-3d/. [2] s. M. K. N. Kliment, «incompete RepRap,» septiembre 2011. [En línea]. Disponible en: https://reprapbook.appspot.com/#d0e20. [3] G. Hodgson, 3 junio 2012. [En línea]. Disponible en: http://garyhodgson.com/reprap/2012/01/thoughts-on-fill-algorithms/. [4] 10 06 2012. [En línea]. Disponible en: http://www.thingiverse.com/.