Evaluación de alternativas de frabricación de filamento reciclado para impresión 3D en el laboratorio de Prototipismo UCAB - Guayana
| dc.contributor.author | Urbina Salazar, Francisco Alexander | |
| dc.date.accessioned | 2024-07-30T15:44:32Z | |
| dc.date.available | 2024-07-30T15:44:32Z | |
| dc.date.issued | 2024-01-26 | |
| dc.description.abstract | La impresión en tres dimensiones ha estado presente en la UCAB a través de los últimos años y esta se ha transformado en una tecnología de alto valor para las áreas de la ingeniería y la arquitectura de manera global, por su rapidez, eficiencia y bajos costos a la hora de crear prototipos y modelos útiles en el mundo real, lo que le ha permitido ganarse un espacio entre las herramientas con más utilidad y desarrollo en la actualidad. Las pequeñas y medianas empresas han sabido como manejar de buena manera la tecnología de la impresión 3D, a través de mejoras al diseño de productos, recortando costos y tiempos de producción, creando prototipos y siendo sostenible gracias al poco material que usan. (Sordo, 2020). El proceso para obtener un prototipo impreso en 3D por un proceso de modelado por deposición fundida (FDM) se puede explicar en palabras de la siguiente manera, se trata de un equipo que a través de varios elementos pasa un filamento hecho de un tipo de plástico por un extrusor que lo calienta a temperatura de fusión, lo cual hace cambiar el estado de la materia desde sólido a líquido o maleable, el extrusor posee movimiento libre brindado por elementos mecánicos que componen la impresora, formando la primera capa del prototipo deseado, esta capa se solidifica a temperatura ambiente y se forma la siguiente, hasta llegar a una pieza en tres dimensiones. Lo más destacable de la explicación anterior es la palabra plástico, el cual según un informe de (Naciones Unidas, 2022) es uno de los desechos con mayor grado de contaminación a nivel mundial, contando con 348 millones de toneladas para el año 2017, número que puede duplicarse en menos de 25 años. Otro dato preocupante es la cantidad de plástico que llega a los océanos, que puede triplicar los once millones del 2017 solo en el 2040 también de acuerdo con este organismo internacional. El caso de Venezuela es bastante particular ya que no se cuenta con datos concisos sobre esta problemática, sin embargo, en una investigación de parte del Instituto Nacional de Estadísticas (INE, citado por Rivas, 2021, pág. 123) refleja que “únicamente un 2,28% de los residuos sólidos son reciclados”, ese dato únicamente hace pensar que la situación actual puede ser peor, sin embargo, no se tiene seguridad por la falta de data sobre el tema en el país. La Universidad Católica Andrés Bello tanto en su sede Caracas como Guayana, mantiene su compromiso con la excelencia académica y los avances en aspectos de tecnología de punta, en tal sentido ambas sedes cuentan con un laboratorio de Impresión 3D. El Laboratorio de Prototipismo e Impresión 3D perteneciente a la Escuela de Ingeniería Industrial, de la UCAB Guayana, inaugurado el día 2 de junio de 2022 está dotado con cuatro computadoras con los programas necesarios y cuatro impresoras 3D, que brinda a los estudiantes y personas externas a la institución la oportunidad de desarrollar sus conocimientos en esta área, siendo una referencia de innovación en la región, además de ofrecer una certificación en Prototipismo e Impresión 3D, por lo cual se prevé un aumento en la demanda de materia prima. La materia prima actual del laboratorio, el filamento ácido poliláctico (PLA), es un termoplástico importado hecho a partir de maíz o caña de azúcar, es suministrado por empresas que se encuentran fuera de la región, este hecho genera relaciones de dependencia con los proveedores y en ocasiones surgen inconvenientes en cuanto a la disponibilidad del filamento, a su vez se sabe que no se puede adquirir este de forma masiva ya que al pasar mucho tiempo almacenado pierde sus propiedades. De acuerdo con el prototipo que se imprima, la máquina genera una base o soporte para los elementos que estén suspendidos, es decir, elementos exteriores, siendo estos soportes la primera generación de desperdicio en cada impresión que se hace. Además, se sabe que los prototipos impresos con fines académicos o las impresiones fallidas se transforman en impresiones inútiles, es decir, representa un material perdido y aumentan la cantidad de desechos sólidos. Por otro lado, es importante saber que las impresiones de prototipos se pierden cada vez que se suspende el suministro eléctrico, ya que una vez reestablecido, la impresora no tiene la capacidad de retomar el proceso donde quedo. Dadas las limitaciones de suministro de material, la posibilidad de reutilizar los prototipos que tuvieron un fin académico, como también los desechos generados por otras razones, se plantea la necesidad de realizar una evaluación de alternativas de fabricación de filamento reciclado para impresión 3D en el Laboratorio de Prototipismo UCAB Guayana. El primer paso para la evaluación deseada es la determinación de la demanda actual del laboratorio, sumando el material gastado en las piezas elaboradas, las impresiones que son defectuosas e incluso el desecho de material cuando se corta la energía, para luego proseguir con la búsqueda de alternativas que cumpla con solucionar los problemas explicados. Las alternativas son planteadas y evaluadas bajo distintos criterios de selección, con la finalidad de elegir una de ellas y desarrollarla a lo largo del informe, considerando los detalles técnicos y económicos para la implementación futura de la solución preferida. Además, se realiza una prueba de funcionalidad de la solución resultante, es decir, se demuestra la factibilidad técnica del desarrollo de la alternativa escogida. Se realiza una representación en SkecthUp de cómo se vería la alternativa escogida y se comprobará la capacidad de las impresoras con las que se cuenta en el laboratorio de hacer prototipos con filamento reciclado. El estudio y evaluación de las alternativas cuenta con la limitante del tiempo de realización, por lo que, no está incluida la implementación de la alternativa o solución seleccionada. | |
| dc.description.sponsorship | PhD. Gil Rubio, Orlando Ing. Guzmán Audermard, David | |
| dc.identifier.uri | https://saber.ucab.edu.ve/handle/123456789/861 | |
| dc.publisher | Hernández Farfán, Julio José | |
| dc.title | Evaluación de alternativas de frabricación de filamento reciclado para impresión 3D en el laboratorio de Prototipismo UCAB - Guayana | |
| dc.type | Thesis |
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