Sistema de posicionamiento aplicado a la técnica de impresión 3D modelado por deposición fundida

Positioning system applied to the 3D printing technique: modeling by fused deposition

Este artículo presenta el diseño y construcción de un sistema mecánico de posicionamiento, el cual hace parte de un prototipo mecatrónico que integra las áreas de electrónica, mecánica, control e informática, formando una sinergia conducente a crear una máquina automatizada que responde a las necesidades técnicas y requerimientos de una impresora 3D, aplicando la técnica de prototipado rápido modelado por deposición fundida (FDM), para fabricar una pieza diseñada en un software CAD, a través del posicionamiento y la acción de una herramienta extrusora de plástico en tres dimensiones. 

 La metodología planteada explica paso a paso el diseño y construcción del sistema mecánico de posicionamiento cartesiano tridimensional, en el cual se tienen en cuenta las variables y procesos necesarios para la óptima respuesta de la máquina, en lo concerniente al acabado superficial de la pieza, tiempo de impresión, paradas de emergencia, entre otras.

1. INTRODUCCIÓN

Con el propósito de apropiar tecnología y asumir los retos de afrontar un mercado abierto donde el conocimiento, desarrollo e innovación se convierten en los pilares de competitividad y dado que la ingeniería regional debe buscar soluciones a necesidades del mejoramiento de la calidad de vida de sus habitantes a partir del ofrecimiento de productos y servicios, se plantea y desarrolla este proyecto teniendo en cuenta que una de las múltiples áreas en desarrollo corresponde al prototipado rápido (Ardila, 2007) que crea modelos tridimensionales como prototipos o productos terminados.

Esta tecnología se basa en el uso de diferentes procesos como la estereolitografía, sinterización selectiva por láser, manufactura de objetos laminados, fotopolimerización por luz UV, Fusión láser y modelado por deposición fundida, entre otros.

La técnica de modelado por deposición fundida FDM, asumida para el desarrollo de este trabajo, representa una las principales técnicas para el prototipado rápido, tal y como lo muestran diferentes publicaciones (Pearce et al., 2010), es el caso de un estudio realizado (Pham y Gault, 1998) y publicado en International Journal of Machine Tools & Manufacture, en el que se comparan diferentes tecnologías con respecto al costo y el acabado del modelo impreso, la eficiencia del volumen construido con respecto al volumen de la máquina, las emisiones y el trabajo de post-proceso, mostrando como resultado una favorabilidad en cuanto a costo, volumen de impresión, simplicidad y versatilidad.

Además de las razones anteriormente expuestas, el desarrollo del presente trabajo tiene en cuenta la facilidad de acceso a tecnologías locales, materia prima, y costo para construcción del sistema; también se tiene en cuenta que la construcción de un prototipo de esta naturaleza, permite evaluar la apropiación de tecnología, el desarrollo de este tipo de sistemas con tecnología local y la técnica de prototipado utilizada.