Puesta a punto y prueba del funcionamiento de un prototipo de la unidad de extrusión de una impresora de cerámica

En este trabajo se presenta el rediseño, fabricación, montaje, puesta a punto y prueba de funcionamiento de un prototipo de la unidad de extrusión de la impresora 3D de pasta cerámica Dual Paste Extruder. El objetivo principal del proyecto es la puesta a punto de un diseño del sistema de extrusión, asistido por un elemento piezoeléctrico, que prevé la mejora de la fluidez de la pasta cerámica. En la primera parte del trabajo se realiza una búsqueda del estado del arte, tanto de las distintas soluciones de impresión 3D de pasta cerámica como de los distintos tipos de piezoeléctricos, así como sus principales usos y aplicaciones. También se analizan distintas soluciones tecnológicas actuales que usan piezoeléctricos y actuadores mecánicos. Se incluye una descripción de la impresora 3D Dual Paste Extruder donde se incluyen sus características técnicas y se realiza una descripción del prototipo inicial diseñado en un proyecto anterior y del análisis frecuencial del mismo. El presente trabajo consta de distintas fases de desarrollo. Primero,se realizan una serie de simulaciones por elementos finitos complementarias a las realizadas en el proyecto anterior mediante el programa SolidWorks Simulation. Ello permite encontrar y verificar las frecuencias propias del conjunto y observar el estado tensional de la solución del diseño de partida. Posteriormente, se definen una serie de modificaciones necesarias a introducir en el diseño de las piezas del conjunto extrusor, obteniendo de hecho un nuevo diseño de dicho conjunto; se define la fabricación de los elementos del conjunto y se realiza el ensamblaje de los elementos que conforman la unidad extrusora de la impresora 3D propuesta en el presente proyecto. Además, se realiza el montaje del módulo eléctrico y electrónico que se requiere para el funcionamiento del sonotrodo responsable de transmitir las vibraciones en el conjunto extrusor. Finalmente, se realizan varios ensayos de impresión, sin incluir las vibraciones, con el objetivo de observar la bondad del nuevo diseño propuesto. El trabajo incluye la planificación de la ejecución del proyecto y un análisis del coste económico del proyecto donde se describen los costes del material usado, personal involucrado, consumo eléctrico y amortización de equipos y softwares, entre otros. Finalmente se analiza el impacto ambiental debido a la realización del trabajo