Implementación de una recicladora recreator 3D.

Abstract

El proyecto de implementación de una recicladora recreator 3D propone la utilización del material proveniente de las botellas de plástico de uso cotidiano en la Universidad del Valle de Guatemala (UVG). El objetivo principal es la creación de filamento para impresoras 3D directamente en el campus, aprovechando piezas de repuesto de proyectos anteriores y otras fabricadas en los talleres de la UVG, de manera que se desarrolle un proceso de diseño eficiente. Se exploraron diversas opciones disponibles en la comunidad en línea de diseño y, tras una exhaustiva investigación, se optó por el recreator 3D como la opción más idónea de recicladora/transformadora para plástico PET 1. El inicio de la investigación de datos se centró en la página original del recreator 3D, donde se identificaron las piezas necesarias para la fabricación y los componentes esenciales para la implementación del proyecto. Se decidió fabricar las piezas digitalmente en la UVG utilizando dos métodos accesibles para los estudiantes: impresión 3D y corte láser. La carpeta de la página del proyecto original de la recicladora recreator 3D proporcionaba documentos STL de las piezas básicas, aunque no incluía un ensamblaje para visualizar el proyecto ensamblado digitalmente. Afortunadamente, se encontró un ensamblaje compatible con el programa fusion 360, creado por el autor del proyecto original con el respaldo de la comunidad de diseño, que presentaba detalles más elaborados. La elección fue combinar ambos conjuntos de piezas en el programa de diseño onshape, generando un ensamblaje original de la UVG. Algunas piezas se diseñaron desde cero para ser editables y manipulables en el programa, permitiendo así obtener un ensamblaje completo y único. Las piezas digitales se separaron según su método de fabricación digital. Las piezas fabricadas con impresoras 3D se generaron con PLA, mientras que las piezas diseñadas para corte láser usaron madera delgada pero resistente. Con el modelo del prototipo establecido, se procedió a fabricar las piezas mediante im presión 3D y corte láser. Se utilizaron los programas de ultimaker cura para la impresora 3D e inkscape para la edición de placas de madera, además de que se implementaron técnicas específicas para mejorar la funcionalidad de las piezas cortadas con láser. Simultáneamente, se solicitaron los componentes de proyectos anteriores de la UVG para ser utilizados en la implementación del proyecto. Dada la complejidad del proceso de diseño del ensamblaje del prototipo digital y con la anticipación de posibles errores de implementación, se reconoció la necesidad de organizar las acciones a realizar mediante un manual de implementación. Se estructuraron las acciones de instalación siguiendo una secuencia lógica que abarcaba el diseño de cada pieza, dividiendo el sistema en partes estructurales, inferiores y superiores, junto con sus respectivos materiales para sus acciones mecánicas y electrónicas. Luego se inició la prueba de fabricación del prototipo con la implementación base del prototipo, dividiendo el sistema en las partes establecidas. Esta base era una etapa de prueba del proyecto para verificar la estructura y la rigidez conjunta de los materiales del ensambla je del prototipo, sin instalar los componentes electrónicos. Como resultado, se obtuvieron diferentes errores de diseño que se volvieron a observar y corregir. Estos errores permitieron generar más información y mejores piezas que cumplían con operaciones de manera más efectiva. La única modificación mecánica necesaria fue el ajuste del HotEnd del extrusor, que se extendió al diámetro de salida deseado, utilizando un torno mecánico y un taladro de mano para mejorar los detalles y lograr que el filamento reciclado se asemejara al filamento convencional. Este ajuste fue el único necesario antes de iniciar la implementación final del proyecto. Al tener todos los materiales para la implementación final, se requirió hacer pruebas iniciales de funcionamiento de los componentes eléctricos antes de iniciar la construcción del prototipo final. Los componentes eléctricos debían ser controlados de manera precisa por el firmware marlin de control de impresoras 3D. Entonces, se usó arduino, el programa de codificación más aceptado por la placa de control, para especificar cómo se deseaba que el sistema de una impresora 3D trabajara para cumplir con el trabajo del sistema del prototipo. Finalmente, mientras se incorporaban las piezas que formaban la estructura del prototipo, los componentes electrónicos específicos se posicionaron estratégicamente para su uso en el sistema final. Para garantizar que el sistema operara conforme al objetivo del proyecto, se utilizó el mismo firmware marlin para programar la recicladora, asegurando la misma lógica operativa que el proyecto original. La placa de control MiniRambo 1.3a se codificó para recibir el mismo tipo de instrucciones de códigos g-code del proyecto original del recreator 3D. Con todos los materiales listos, se procedió a la fase de implementación del proyecto, ensamblando todo el prototipo en el orden especificado por el manual de implementación de piezas fabricadas. La fase final del proyecto consistió en pruebas de uso del prototipo ya completo por todos los materiales para reciclar plástico en filamento, catalogando y probando sus características de impresión 3D. (LA)