Desarrollo

Proyectos de innovación, desarrollo y adaptación de nuevos equipos y tecnologías aditivas

Últimos proyectos finalizados

  • Estudio de propiedades mecánicas de piezas obtenidas mediante procesos de fabricación aditiva por extrusión y su relación con los parámetros del proceso

    • Se han encontrado combinaciones de los parámetros del número de capas y los perímetros que consiguen ahorros en el coste en torno al 25% y del 10% en tiempo.
    • Se han formulado ecuaciones de tensión / coste que permiten seleccionar la combinación de parámetros que ofrece los mejores costes para una tensión máxima deseada en FDM.
    •  Se ha establecido una ecuación de costes para diferentes tipos de maquinaria y materiales en FDM.
    • Se ha demostrado la importancia que tiene la elección del software de seccionado escogido, ya que no todos presentan opciones como la elección del ángulo de tramado como el caso de “Cura”, o como el caso de “Slic3r” que lo ofrece pero no lo ejecuta según lo descrito.
    • El uso de un software comercial Simplify3D, ha permitido generar ángulos de tramado de 0º, con el que se han conseguido piezas que mejoran hasta en un 65% el coste de fabricación mediante FDM con PLA.
  • Estudio de la resistencia mecánica al impacto de materiales compuestos de grafeno en procesos de fabricación aditiva

    Comparación del material.

    El PLA con grafeno Grafylon 3D, prácticamente duplica en resiliencia al PLA tradicional. La adición de grafeno al PLA produce un aumento de las propiedades mecánicas del material que lo hace más competitivo en el mercado que un PLA tradicional.

    Influencia de los parámetros en la resiliencia.

    Un aumento en el porcentaje de relleno provoca un aumento proporcional en la resiliencia. La variación de la resiliencia en función del porcentaje de relleno es lineal. Un aumento del número de perímetros produce un aumento proporcional en la resiliencia. La variación de la resiliencia en función del número de perímetros es cuadrática. El parámetro de mayor influencia es el ángulo de tramado, con aumentos de resiliencia de hasta 4 kJ/m² cuando el ángulo de tramado es de 90⁰.

    A continuación, el porcentaje de relleno produce aumentos de has 0,5 kJ/m² por cada 20% de relleno añadido. El parámetro menos influyente aparece el número de perímetros, con aumentos de 0,2 kJ/m² cuando se pasa de 1 a 2 perímetros, manteniéndose la resiliencia prácticamente constante a partir de 2 perímetros.

    Influencia de los parámetros en el tiempo de impresión.

    La variación del tiempo de impresión con el porcentaje de relleno y el número de perímetros es lineal. El aumento del ángulo de tramado produce una disminución en el tiempo de impresión. Esta variación es cuadrática.

    Optimización de la rentabilidad del proceso.

    Un ángulo de tramado 90⁰ y 2 perímetros proporcionan la mayor rentabilidad.

     

     

  • Fabricación aditiva con materiales compuestos de grafeno. Estudio de la resistencia mecánica a tracción

    • En general, el incremento del porcentaje de relleno aumenta la resistencia a la tracción, el módulo elástico y el límite elástico. Sin embargo, esta relación no es lineal siempre. Son aproximadamente lineales hasta el 50-60%, alcanzando un punto crítico a partir del cual un ligero aumento del porcentaje de relleno causa un gran aumento de estos parámetros.
    • Para el ángulo de tramado la tendencia es que, para un ángulo de 45º o superior, los valores de resistencia a tracción módulo de Young y límite elástico son similares. Cuando las fibras están orientadas en la dirección de tracción la resistencia es mucho mayor que cuando forman un cierto ángulo. Sin embargo, esta tendencia es mucho más acusada pasando de 0º a 20º, que de 68º a 90º.
    • La elongación máxima se ve, aparentemente, más afectada por el ángulo de tramado que por el porcentaje de relleno. La elongación es mucho mayor para 0º que en el resto de los ángulos. Los resultados sobre el porcentaje de relleno no son concluyentes.
    • El estudio de costes directos e indirectos refleja que efectivamente los efectos indirectos de consumo eléctricos son despreciables en este caso.

     

     

  • Estudio teórico y  experimental de la morfología de la deposición lineal de gotas en procesos de impresión “material jetting"

    Máximo desplazamiento horizontal entre dos gotas

    El modelo que predice el desplazamiento máximo entre los centros de las dos primeras gotas de la columna no se ajusta a los valores estimados en la realidad. Se concluye que esto es debido a unas condiciones reales de geometría y posicionamiento de las primeras gotas diferente a las que el modelo teórico tiene en cuenta.

    Rugosidad superficial

    -La rugosidad teórica es creciente con el paso horizontal y sigue una tendencia lineal hasta un valor determinado. En concreto, entre 24 y 32μm. Donde se produce el cambio del modo de deposición vertical al horizontal y la rugosidad teórica abandona su tendencia lineal para crecer exponencialmente.

    -El ajuste de los resultado teóricos y experimentales resulta válido pero con ciertos matices que es necesario considerar y explican estas pequeñas diferencias.

    -El ángulo de inclinación influye en la rugosidad teórica disminuyendo a medida que la rugosidad crece.

  • Estudio teórico y experimental del acabado superficial en la deposición de gotas sobre superficies planas horizontales en procesos de impresión “material jetting”

    Drawback

    El experimento realizado para cuantificar la influencia del Drawback nos permite llegar a la conclusión de que este fenómeno resulta de influencia despreciable en deposiciones que se realizan a frecuencias bajas. El hecho de que las gotas que se depositan previamente ya se encuentran solidificadas cuando se deposita la siguiente gota, permite que la contracción volumétrica que se produce en las gotas en su solidificación sobre el sustrato sea prácticamente nula, permitiendo, sin realizar ningún tipo de modificación o corrección, la aplicación de los modelos teóricos de predicción del paso óptimo de la rugosidad Ra.

    Paso óptimo

    Los resultados de los experimentos realizados en este trabajo evidencian que el modelo de predicción del paso óptimo no resulta preciso para la obtención del paso que nos proporcione un valor de rugosidad mínimo en cualquier tipo de material. Para los materiales y condiciones de ensayo empleados en el presente TFG se han podido determinar errores promedio del orden del 37 % en la predicción del paso óptimo y del 70 % en la predicción de la rugosidad mínima.

    Rugosidad

    El modelo utilizado para predicción de la rugosidad permite predecir con suficiente precisión la rugosidad obtenida para un paso determinado con las medidas experimentales. Aunque cuantitativamente pueden presentarse discrepancias significativas, es probable que se deban más al método experimental utilizado para la medición de la rugosidad que al propio modelo teórico. En consecuencia, se puede concluir que el modelo de predicción de la rugosidad puede ser utilizado con materiales muy diferentes a los que fueron utilizados en su concepción.

Proyectos en curso

  • Ingeniería inversa en piezas para MotoStudent UPCT

    Apoyo al equipo MotoStudent UPCT en el rediseño y fabricación de nuevas piezas del proyecto de competición actual.

  • Diseño y fabricación de un dispositivo de soporte controlado en dos ejes para el escaneado tridimensional de geometrías complejas

    • Se pretende diseñar y fabricar mediante procesos de fabricación aditiva un soporte de piezas para el escaneado automático tridimensional en alta resolución de piezas de geometría compleja. Estas mesas suelen disponer de un eje rotativo controlado en posición y velocidad. Para aumentar la versatilidad, se incluirá el control de dos ejes para conseguir la orientación necesaria entre el escáner y la pieza.
    • Se diseñará y fabricará un cuadro de control para el usuario que permita regular la velocidad y modo de movimiento de los dos ejes (Ej. incrementos angulares fijos, movimiento continuo, velocidades, entre otros).
  • Diseño y fabricación de una prótesis de antebrazo mediante tecnologías de impresión aditiva

    • El objetivo principal del proyecto será tanto el diseño como la fabricación de una prótesis funcional de un conjunto de mano y antebrazo mediante la tecnología de fabricación aditiva.
    • La prótesis final podrá ser accionada mecánicamente para dotarla de su debido movimiento.
    • La fase de diseño se centrará en hacer una prótesis de bajo coste y que cualquier persona que tenga acceso a una impresora 3D pueda imprimirla sin ser necesario tener un alto conocimiento técnico. La fabricación de la prótesis se realizará mediante tecnología de impresión aditiva y tras el ensamblaje de la misma, se procederá a la realización de un análisis estructural y test sobre las funcionalidades del prototipo.

Galería

LABFAB UPCT C/ Doctor Fleming s/n 30202 Cartagena España Contacto rosendo.zamora@upct.es 968 325965 www.upct.es
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