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"Implementación de una máquina de prototipado rápido de modelado por deposición fundidad de bajo costo basada en el proyecto Replicant Rapid Prototyper (REPRAP) para el laboratorio de fabricación de la UPS Sede Quito - Campus Sur"

Abstract:

Teniendo en cuenta que una de las múltiples áreas en la ejecución de diferentes tipos de prácticas de diseño concurrente para los estudiantes de la carrera de Ingeniería Electrónica corresponde al prototipado rápido que crea modelos tridimensionales como artículos terminados, se plantea la implementación de un sistema mecatrónico en el laboratorio de fabricación de la UPSQ-SUR, que integra diversas áreas de la ingeniería mecánica, electrónica, de control e informática, formando una sinergia que conduce a una máquina automatizada que responde a las necesidades técnicas y requerimientos de prototipado rápido que aplica la técnica de modelado por deposición fundida, la cual fabrica una pieza diseñada en el ordenador a escala real por medio de extrusión de polímero ABS por capas y el posicionamiento de una herramienta (extrusor) en tres dimensiones. La metodología planteada contempla el proceso de análisis e implementación de la impresora, teniendo en cuenta las variables y técnicas necesarias para la respuesta de la máquina en el acabado superficial de la pieza, tiempo de impresión, paradas de emergencia, entre otras para obtener y cumplir así con los objetivos planteados en este proyecto. Las metas alcanzadas responden a la implementación del sistema de posicionamiento tridimensional, un componente para la extrusión del material, la selección de sensores y actuadores y la determinación del sistema de control, satisfaciendo las características de movimiento determinado por la respuesta que entrega el software de modelamiento a través de la conversión del modelo CAD a código de estereolitografía (STL) y finalmente a código G, a partir del cual se responde a las coordenadas de posición y a las características de dosificación. El extrusor se analiza y selecciona teniendo en cuenta las propiedades de un polímero termoplástico para fundirlo y depositarlo capa sobre capa durante la manufactura del prototipo. El sistema es gobernado por una plataforma Arduino para la programación e integración de componentes. La máquina implementada ha permitido evaluar el cumplimiento de las especificaciones de funcionamiento y determinar las características del posicionamiento tridimensional integrado con la herramienta de extrusión.