Diseño de un sistema de impresión 3D de escritorio FDM/FFF optimizado para imprimir entre 100 y 150 mm/s

Abstract

El presente trabajo de tesis busca diseñar un sistema de impresión 3D de escritorio FDM/FFF optimizado para imprimir entre 100 y 150 mm/s. Esto responde a la creciente masificación de impresoras 3D de escritorio y su uso para negocio de fabricación de piezas bajo demanda. Por esto, se tiene la problemática de querer utilizar impresoras de escritorio a una mayor velocidad con el fin de obtener piezas en menos tiempo y a menor costo. En este documento se presenta el proceso de impresión 3D FDM/FFF, sus principales componentes y mecanismos de operación. Asimismo, se evalúa la problemática de requerir más velocidad a impresoras económicas de escritorio del mercado actual debido a que éstas están fabricadas con materiales económicos para ser más accesibles al mercado. En consecuencia, no están optimizadas para flujos de trabajo elevados y, al modificarlas, presentan defectos mecánicos. Es por ello que se propone un nuevo diseño justificado en características técnico-económicas con la finalidad de lograr el objetivo principal. Para ello, se realizan simulaciones vibratorias para evaluar la amplitud máxima de vibración como medida de la variación de calidad de las piezas impresas en este rango de velocidades. Gracias a esto, se obtuvo un diseño estable que permite a la impresora mantener esta alta velocidad de operación sin afectar la calidad final de las piezas. También se han propuesto los componentes mecánicos y electrónicos necesarios para que los distintos subsistemas operen con los resultados esperados y, finalmente, se hace una evaluación del costo de las partes y su fabricación donde se obtiene un costo competitivo frente a impresoras especializadas para este tipo de aplicaciones.