Diseño e implementación del módulo mecánico de un dispositivo de limpieza automatizada para cigarrillos electrónicos IQOS 2.4.

Abstract

Para elaborar este proyecto de diseño e implementación de un sistema automático para limpieza de cigarrillos electrónicos, se inició con la adquisición de datos respecto al funcionamiento del dispositivo IQOS 2.4, que sería el producto para el cual se buscaría desarrollar la solución. Se obtuvo uno en calidad de préstamo para la adquisición de medidas y posteriormente para realizar pruebas sencillas con elementos de limpieza que pudieran garantizar su integridad. Primero se determinaron los submódulos que requeriría el diseño del módulo mecánico de este proyecto: un conjunto de actuadores para la limpieza de ambos lados del cobertor del IQOS y otro para la limpieza de la varilla que contiene la lámina de calentamiento, un sistema que pudiera bombear un agente de limpieza (alcohol isopropílico, por ejemplo) hacia los elementos que se introducirían en las piezas durante el proceso, y finalmente una estructura en la que se pudiera ensamblar todos estos componentes de manera segura. Se inició el diseño con el desarrollo de un marco estructural en el que se pudieran ensamblar los submódulos mencionados y se consideraran todos los requerimientos de soporte para los cada uno de estos. Se elaboraron cinco iteraciones de este marco, a medida que se iban agregando los componentes necesarios y surgiendo nuevas consideraciones para su implementación eficaz, y se fabricaron con fibropanel de densidad media (MDF, por sus siglas en inglés) de 3.2 mm de espesor. Se ideó un mecanismo capaz de aproximar de manera coordinada dos elementos deslizantes que ingresaran a cada lado del cobertor del IQOS, mediante el accionamiento de un servomotor. A este se le adicionaron micro motores DC con acoples diseñados en 3D para incorporar cepillos de limpieza, y también se siguió este principio para un motor DC de 12 V que limpiaría la varilla del IQOS. Se diseñó un sistema de aspersión para el agente de limpieza, implementando una bomba peristáltica obtenida del sistema de inyección de una impresora Canon iP2700. Para este se diseñaron soportes para colocar las mangueras provenientes de la bomba, un tanque para almacenar el agente de limpieza, y un acople para accionar el rotor de esta mediante un motor DC de 24 V. Se tuvo resultados exitosos en el prototipo final elaborado para el módulo mecánico del dispositivo, logrando la limpieza de una parte considerable de la suciedad ubicada en la varilla del IQOS, y especialmente en la lámina de calentamiento. También se pudo limpiar ambos lados del cobertor con el accionamiento del mecanismo, mediante una secuencia programada en un Arduino Uno para verificar el funcionamiento. El sistema de aspersión tuvo resultados favorables y cumplió su finalidad, aunque se considera que la implementación de la bomba peristáltica de la impresora tuvo ciertos inconvenientes en el accionamiento de su rotor. Sin embargo, se considera que el prototipo provee un cumplimiento adecuado de la limpieza para el IQOS 2.4, y que se podría ampliar estos principios de funcionamiento para construir un producto que automatice la limpieza de cualquier cigarrillo electrónico IQOS. Se enlistaron las conclusiones según la implementación final y también una serie de recomendaciones para llevar a cabo el ensamblaje corregido y mejorado empleando el modelamiento que se utilizó en este proyecto.