Difference between revisions of "Maquina de Vacío"

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== Observaciones ==
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La maquina de vacío aun está en pruebas. Pero se sigue trabajando en ajustes como;
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* Mejora del área de la cama de succión para consumir menos material
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* Adecuar un termómetro para saber la temperatura exacta y saber el momento de bajar la pieza.
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* Incluir un sistema para bajar el material al socket y no sea manual
  
 
== Presentación ==
 
== Presentación ==
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La maquina termoformadora al vacío se construye con el objetivo de servir a la construcción de sockets, esta maquina se basa en el principio de dar forma a una lamina ablandada aplicándole calor, en el caso de la presente maquina este proceso finaliza aplicándole presión por medio de vacío, así permitiendo que el material se adhiera de forma compacta al molde del socket. Esta maquina permite sacar el socket según sea la forma del molde sacado del muñón de la persona, esto con laminas de materiales y grosores a fines con la piel humana.
  
 
== Plan de trabajo y fechas ==
 
== Plan de trabajo y fechas ==
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Investigación de principios para construcción 19 - 23 Oct.
+
*Investigación de principios para construcción 19 - 23 Oct.
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 +
*Cotización de materiales 26 - 30 Oct.
  
−
Cotización de materiales 26 - 30 Oct.
+
*Adquisición y construcción 2 - 13 Nov.
  
−
Adquisición y construcción 2 - 13 Nov.
+
*Entrega del prototipo 19-20 Nov.
  
−
Entrega de la maquina 19 Nov.
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*Finalización ajustes de la maquina (Por definir - Esperando donaciones)
  
 
== Diseño de la Maquina ==
 
== Diseño de la Maquina ==
  
 
=== Diseño y Modelado CAD ===
 
=== Diseño y Modelado CAD ===
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El diseño de la máquina de termoformado al vacío se divide en 4 principales partes:
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*Caja de vacío. Esta es la parte inferior de la máquina la cual cuenta con una cara superior en la que se coloca el molde y la cual cuenta con orificios por los cuales se absorberá el aíre que la lamina se se adhiera al molde. Estos orificios no deben ser muy pequeños puesto que perderá fuerza la absorción y no deben ser muy grandes puesto que quedarán marcados en la lámina termoformado. Esta caja tiene dimensiones externas de 38 cm x 38 cm, con un alto de 7 cm y siendo el espacio con orificios de 30 cm x 30 cm, el lado inferior de esta caja cuenta con un orificio del tamaño de la manguera de la bomba por el cual se hará al absorción.
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WhatsApp Image 2020-11-17 at 9.13.52 PM.jpg | Caja de vacío
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WhatsApp Image 2020-11-17 at 9.14.26 PM.jpg| Caja de vacío vista superior
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</gallery>
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*Espacio de calefacción. En esta sección se encuentra una caja en la cual va la resistencia que dota de calor el espacio, este espacio trabajara como un horno el cual direccionara el calor de forma directa a una de las caras de la lámina a termoformar, este espacio mantiene el calor entre la resistencia y la lamina por el tiempo necesario para que el material se ablande lo suficiente para moldear.
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WhatsApp Image 2020-11-18 at 11.35.17 PM.jpg| Caja para la resistencia
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WhatsApp Image 2020-11-18 at 11.35.51 PM.jpg| Caja con resistencia industrial para horno
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*Soporte de la lámina. La lamina cuenta con un soporte la cual tiene la forma de un marco con medidas de 38 x 38 cm externo y 31 x 31 cm interno, este permite encajar la lamina al espacio de calor y que se mantenga por el tiempo necesario dependiendo el material y el grosor. Este soporte cuenta con un par de orejas a sus lados para que el usuario pueda subirlo y bajarlo sin peligro de tocar la caja de calefacción, sumado a esto cuenta con ocho ganchos los cuales aseguran a la lámina entre las dos caras del marco. 
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WhatsApp Image 2020-11-17 at 2.39.54 PM.jpg | Soporte de lámina
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WhatsApp Image 2020-11-17 at 11.48.22 PM.jpg | Soporte de lámina sobre caja de vacío
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WhatsApp Image 2020-11-17 at 11.49.09 PM.jpg| Soporte de lámina con ganchos de seguro
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WhatsApp Image 2020-11-17 at 11.50.59 PM.jpg| Soporte de lámina con ganchos de seguro sobre caja de vacío
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*Sistema eléctrico.
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**Esta conformado por la resistencia eléctrica la cual dota de calor al espació de calefacción y ablanda la lamina a termoformar.
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**El termostato el cual ejerce un control sobre la temperatura que se encuentra en la parte interna de la caja de calefacción, esto como protección de que no supere la temperatura permitida para todo el sistema eléctrico.
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**Un interruptor que dirige el encendido y apagado de la bomba de vació esto va directo a la fuente de energía y se enciende cuando la lámina ablandada esta tocando el molde, esto con el fin de que la succión lo adhiere al molde.
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*Diseño Final.
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=== Selección de Materiales ===
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La selección de los materiales para la construcción de la máquina se hizo a partir de una matriz de decisión, en estas matrices se evaluaron diferentes características con un puntaje de 1 a 5, siendo 5 el mayor valor haciendo referencia de que cumple la característica y siendo 1 el mejor valor haciendo referencia de que no lo cumple. Con base a las siguientes matrices, se selecciona una resistencia de horno industrial y un blower PR-1870.
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*Resistencia
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{| class="wikitable sortable collapsible"
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!
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! Temperatura
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! Robustez
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! Durabilidad
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! Asequible
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! Costo
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! TOTAL
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|-
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| Resistencia de resorte || 5 || 3 || 3 || 5 || 5 || 4.2
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|-
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| Infrarrojo Cerámico || 5 || 5 || 5 || 3 || 4.5 || 4.5
 +
|-
 +
| Resistencia de horno industrial || 5 || 4.5 || 5 || 5 || 4.5 || 4.8
 +
|}
 +
 +
*Bomba de vacío
 +
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
!
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! Vacío
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! Presión
 +
! Potencia
 +
! Costo
 +
! TOTAL
 +
|-
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| Bomba de vacío Zeny 3,5cfm || 3 || 3.5 || 5 || 5 || 4.12
 +
|-
 +
| Blower PR-1870 || 5 || 5 || 5 || 4 || 4.75
 +
|-
 +
|}
 +
 +
=== Cotización ===
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{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
! Componente
 +
! Cantidad
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! Costo
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|-
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| Madera, tornillos, lamina de metal y construcción || varios ||$150.000
 +
|-
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| Resistencia || 1 ||$55.000
 +
|-
 +
| Termostato || 1 ||$26.000
 +
|-
 +
| Blower (bomba de vacío) || 1 ||$638.321
 +
|-
 +
| Cable siliconado 3m || 1 ||$9.900
 +
|-
 +
| Lamina de polipropileno 1mx2m || 1 ||$80.300
 +
|-
 +
|      || TOTAL|| $959.521
 +
|}
 +
 +
=== Mejoras ===
 +
 +
*Sistema de agarre 
 +
Para el diseño actual se implementaron dos varillas (40cm) en la parte delantera de la maquina y una en la parte posterior en la mitad, esto con el fin de poder levantar y bajar el soporte de la lamina sin necesidad de pegarse tanto a la maquina; para esto se abrieron pequeños orificios en donde las varillas conectan con la caja de vacío, además de esto se diseñaron e imprimieron soportes superiores para que las varillas se sostengan a la caja de resistencia, y finalmente se coloco entre el espacio de la caja de vacío y el soporte de la lamina fomi para que no se escape el aire de la bomba de vacío.
 +
 +
<gallery>
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Soportes.jpg| Simulación de los Soportes en la maquina de vacío
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WhatsApp Image 2021-03-30 at 5.07.45 PM.jpg| Soportes en la maquina de vacío
 +
</gallery>
 +
 +
*Sistema de monitoreo de la temperatura
 +
Se implemento una termocupla tipo K que es especial para soportar temperaturas de 600°C que viene con un modulo convertidor analógico a digital (MAX6675), una LCD con I2C y Arduino con el fin de ir censando el valor de la temperatura que va alcanzando al momento de termoformar la lamina para obtener el socket, y finalmente se diseño e imprimió una caja para la LCD y el Arduino de 16x6x4.5 cm, la cual se coloco en la parte delantera para que se pueda ir leyendo la temperatura de la maquina.
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 +
<gallery>
 +
Sistema electrico.jpg| Maquina de vacío con la LCD
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Pantalla LCD.jpg| Simulación de la Maquina de Vacío con la LCD
 +
Esquemático conexión Modulo 6675, termopar tipo K, LCD y el arduino.jpg| Esquemático sistema electrónico
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</gallery>
 +
 +
Para la programación del sensor, el modulo y la LCD se implemento lo siguiente:
 +
 +
#include <Wire.h>
 +
#include <LiquidCrystal_I2C.h>     
 +
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
 +
 +
#include <SPI.h>
 +
 +
#define MAX6675_SO 2
 +
#define MAX6675_CS 3
 +
#define MAX6675_SCK 4
 +
 +
//Definimos los puertos para el MAX6675 al arduino en las entradas digitales para la conversión
 +
 +
void setup() // Iniciamos el LCD
 +
{
 +
    lcd.init(); // Iniciamos la pantalla con la función
 +
    lcd.backlight(); // Enciende la luz de fondo
 +
    lcd.setCursor(2,0); // Posicionar en el conjunto de coordenas que se quieren mostrar el mensaje setCursor(x,y) X son columnas y Y filas
 +
    lcd.print("Bienvenido"); //Imprime el mensaje de Bienvenido
 +
    delay(1500); // Retardo de 1500 milisegundos
 +
    lcd.clear(); //Limpia pantalla
 +
}
 +
 +
void loop() // Establecemos la orientación de la pantalla
 +
{
 +
    float temperatura = leer_termopar(); //Tipo de dato, lectura de la termocupla
 +
    lcd.setCursor(1, 0); // Posicionar en el conjunto de coordenas que se quieren mostrar el mensaje setCursor(x,y) X son columnas y Y filas
 +
    lcd.print("Termopar tipo K"); //Imprime el mensaje Termopar tipo K
 +
    lcd.setCursor(5, 1); // Posicionar en el conjunto de coordenas que se quieren mostrar el mensaje setCursor(x,y) X son columnas y Y filas
 +
    lcd.print(temperatura, 2); // Imprime el dato de la lectura de la termocupla y lo posiciona en la LCD
 +
    delay(300); // Retardo de 300 milisegundos
 +
}
 +
 +
double leer_termopar()
 +
{
 +
 +
    uint16_t v; // almacena un numero de 2 bytes (16 bit), con un rango de entre 0 y 32
 +
    pinMode(MAX6675_CS, OUTPUT); // Se declara el pin CS del modulo como salida al pin 3 del arduino
 +
    pinMode(MAX6675_SO, INPUT); // Se declara el pin SO del modulo como entrada al pin 2 del arduino
 +
    pinMode(MAX6675_SCK, OUTPUT); // Se declara el pin SCK del modulo como salida al pin 4 del arduino
 +
 +
    digitalWrite(MAX6675_CS, LOW); // Escribe los valores logicos digitales en un pin de salida (CS) osea al 3 del arduino
 +
    delay(1); // Retardo de 1 milisegundos
 +
 +
    // Leer en 16 bits,
 +
    // 15 = 0 siempre
 +
    // 14..2 = 0.25 grados conteos MSB Primero
 +
    // 2 = 1 si el termopar está en circuito abierto
 +
    // 1..0 = estado poco interesante
 +
 +
    v = shiftIn(MAX6675_SO, MAX6675_SCK, MSBFIRST); //leer un bit a la vez desde el bit menos significante, para el bit ubicado izquierda
 +
    v <<= 8;
 +
    v |= shiftIn(MAX6675_SO, MAX6675_SCK, MSBFIRST);
 +
 +
    digitalWrite(MAX6675_CS, HIGH); // Escribe los valores logicos digitales en un pin de salida (CS) osea al 3 del arduino
 +
    if (v & 0x4)
 +
    {
 +
        // Bit 2 indica si el termopar está desconectado
 +
        return NAN;
 +
    }
 +
 +
    // Los tres bits inferiores (0,1,2) son bits de estado descartados
 +
    v >>= 3;
 +
 +
  // Los bits restantes son el número de recuentos de 0,25 grados (C)
 +
    return v * 0.25;
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}
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 +
*Reducción de material
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Para no desperdiciar tanto material al momento de termoformar la lamina, se diseño dos laminas de MDF de 3mm de espesor manteniendo la medida externa del soporte, y con una medida interna de 21x21cm para ajustarlas al material del socket manteniendo el diseño de los soportes que ya tenia la maquina para que se puedan agarrar; estas laminas fueron ajustadas también teniendo en cuenta las varillas para la estabilidad del soporte de la lamina. Al momento de hacer el termoformado con esta lamina se esta gastando un tiempo entre 8 a 10 minutos, alcanzando una temperatura de 510°C a 520°C.
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WhatsApp Image 2021-03-30 at 4.01.26 PM.jpg| Laminas de MDF para reducir el material del socket
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Lamina.jpg| Simulación de las laminas de MDF para reducir el material del Socket
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WhatsApp Image 2021-04-21 at 5.50.34 PM.jpg| Ejemplo de Socket con la maquina de vacío
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== Construcción y Pruebas ==
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== Semana 13 al 16 de Abril ==
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! Martes 13
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se Hacen pruebas con las laminas y se imprime un soporte para los moldes de yeso|| 9 Horas || 27 TS
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|}
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! Miércoles 14
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hacen pruebas finales con la maquina de vacio || 9 Horas || 27 TS
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|}
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== Semana 6 al 9 de Abril ==
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! Martes 6
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se cambia el sensor de temperatura y se hacen pruebas|| 9 Horas || 27 TS
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|}
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! Miércoles 7
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hacen pruebas con diferentes materiales de laminas con diferentes calibres, se cotiza la resina epoxi para poder incorporarla en los sockets || 8 Horas || 24 TS
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|}
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! Viernes 9
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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|-
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hacen pruebas con diferentes materiales de laminas con diferentes calibres, Se cotiza macilla epoxi para el socket y cera líquida o sellador para aplicar en el socket, y se diseño una pieza para elevar el muñon al momento de hacer el termoformado || 5 Horas || 15 TS
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|}
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== Semana 30 al 31 de Marzo ==
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! Martes 30
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Últimos ajustes de la parte eléctrica y del sistema de soporte, se hicieron pruebas con la lamina de poliestireno de 20X20, se documenta en la wiki los ajustes que se han realizado en la maquina de vacío y se hacen pruebas con resina epoxi para poder incorporarla en el socket|| 8 Horas || 24 TS
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|}
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! Miércoles 31
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se coloco fomi en la cama y se hicieron pruebas con diferentes moldes  || 8 Horas || 24 TS
 +
|}
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== Semana 23 al 26 de Marzo ==
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! Martes 23
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se volvieron a diseñar los soportes para el sistema para bajar la lamina, se imprimieron y se colocaron en la maquina de vacío  || 8 Horas || 24 TS
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|}
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! Miércoles 24
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se acomodo la parte electrónica en la maquina de vacío, y se realizaron nuevas cotizaciones para probar con polipropileno de 3mm para el socket  || 8 Horas || 24 TS
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|}
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! Viernes 26
 +
! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hicieron pruebas con la lamina de poliestireno || 4 Horas || 12 TS
 +
|}
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 +
== Semana 16 al 19 de Marzo ==
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! Martes 16
 +
! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se imprimieron y se ajustaron las piezas para el soporte de la LCD y el Arduino y se colocaron en la maquina de vacío,  || 4 Horas || 12 TS
 +
|}
 +
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! Miércoles 17
 +
! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hicieron ajustes en la maquina en la parilla y la termocupla, se hicieron pruebas de temperatura  || 8 Horas || 24 TS
 +
|}
 +
 +
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 +
! Viernes 19
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
 +
! TS
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|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hicieron pruebas con la máquina, y ajustes en los soportes para generar una mejor aderencia del material a la cama|| 4 Horas || 12 TS
 +
|}
 +
 +
== 2021 ==
 +
== Semana 09 al 12 de Marzo ==
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
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! Martes 9
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
 +
! TS
 +
|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se ajustaron las laminas para bajar el material al socket y se hicieron se  pruebas, posteriormente se corto la lamina de poliestireno para realizar pruebas, se probo el sensor de temperatura con la maquina de vacío  || 8 Horas || 24 TS
 +
|}
 +
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
! Miércoles 10
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
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! TS
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|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hicieron pruebas con la maquina de vacío, se colocaron la termocupla tipo K y el termostato de la perilla en el horno para determinar el valor de temperatura que esta alcanzando la maquina, se diseñaron e imprimieron las piezas para poner el Arduino y la LCD  || 8 Horas || 24 TS
 +
|}
 +
 +
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 +
! Viernes 12
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se hicieron pruebas con la maquina de vacío para los sockets || 4 Horas || 12 TS
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|}
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 +
== Semana 02 al 05 de Marzo ==
 +
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! Martes 02
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se ajustaron los soportes para bajar el material al socket y se hicieron se  pruebas, posteriormente se realizaron cotizaciones de diferentes materiales de laminas para implementar en el socket y el sensor para el control de temperatura y su visualización en una LCD  || 8 Horas || 24 TS
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|}
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! Miercoles 03
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] ||  Se realizaron cotizaciones de diferentes materiales de laminas para implementar en el socket y la selección de esta, y el sensor para el control de temperatura y su visualización en una LCD  || 8 Horas || 24 TS
 +
|}
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 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
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! Viernes 05
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! Descripción
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! Tiempo
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! TS
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|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] ||  Se monto el circuito para la lectura de la temperatura de la maquina de vacio y la programación  || 4 Horas || 12 TS
 +
|}
 +
 +
== Semana 23 al 26 de Febrero ==
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
! Martes 23
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
 +
! TS
 +
|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se diseñan los soportes para bajar el material al socket, posteriormente se imprimieron y se realizaron ajustes al diseño, se cortaron las varillas y se hicieron pruebas || 8 Horas || 24 TS
 +
|}
 +
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
! Miercoles 24
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
 +
! TS
 +
|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se diseña un soporte de la lamina para reducir el material que se emplea al realizar el socket, posteriormente se encajaron los soportes con las varillas y los tornillos a la maquina de vacio || 8 Horas || 24 TS
 +
|}
 +
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
! Viernes 26
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
 +
! TS
 +
|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Se corto a laser el  soporte de la lamina para reducir el material que se emplea al realizar el socket, posteriormente se encajaron los soportes con las varillas y los tornillos a la maquina de vacio || 4 Horas || 12 TS
 +
|}
 +
 +
== Semana 16 al 19 de Febrero ==
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
! Martes 16
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
 +
! TS
 +
|-
 +
| [https://es.utopiamaker.com/m3duto/user:988159 Jully Homez] || Introducción al proyecto || 4 Horas || 12 TS
 +
|}
 +
 +
{| class="wikitable sortable collapsible"
 +
! Miercoles 17
 +
! Descripción
 +
! Tiempo
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! TS
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== Semana 17 al 18 de noviembre ==
 
== Semana 17 al 18 de noviembre ==
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Latest revision as of 23:59, 21 April 2021


Jefe de proyecto

Profile Photo
Johan Garcia
Br 382172 photo.jpg

Desarrolladora

Profile Photo
Melissa
Br 268907 photo.jpg

Observaciones

La maquina de vacío aun está en pruebas. Pero se sigue trabajando en ajustes como;

  • Mejora del área de la cama de succión para consumir menos material
  • Adecuar un termómetro para saber la temperatura exacta y saber el momento de bajar la pieza.
  • Incluir un sistema para bajar el material al socket y no sea manual

Presentación

La maquina termoformadora al vacío se construye con el objetivo de servir a la construcción de sockets, esta maquina se basa en el principio de dar forma a una lamina ablandada aplicándole calor, en el caso de la presente maquina este proceso finaliza aplicándole presión por medio de vacío, así permitiendo que el material se adhiera de forma compacta al molde del socket. Esta maquina permite sacar el socket según sea la forma del molde sacado del muñón de la persona, esto con laminas de materiales y grosores a fines con la piel humana.

Plan de trabajo y fechas

  • Investigación de principios para construcción 19 - 23 Oct.
  • Cotización de materiales 26 - 30 Oct.
  • Adquisición y construcción 2 - 13 Nov.
  • Entrega del prototipo 19-20 Nov.
  • Finalización ajustes de la maquina (Por definir - Esperando donaciones)

Diseño de la Maquina

Diseño y Modelado CAD

El diseño de la máquina de termoformado al vacío se divide en 4 principales partes:

  • Caja de vacío. Esta es la parte inferior de la máquina la cual cuenta con una cara superior en la que se coloca el molde y la cual cuenta con orificios por los cuales se absorberá el aíre que la lamina se se adhiera al molde. Estos orificios no deben ser muy pequeños puesto que perderá fuerza la absorción y no deben ser muy grandes puesto que quedarán marcados en la lámina termoformado. Esta caja tiene dimensiones externas de 38 cm x 38 cm, con un alto de 7 cm y siendo el espacio con orificios de 30 cm x 30 cm, el lado inferior de esta caja cuenta con un orificio del tamaño de la manguera de la bomba por el cual se hará al absorción.

  • Caja de vacío

  • Caja de vacío vista superior

  • Espacio de calefacción. En esta sección se encuentra una caja en la cual va la resistencia que dota de calor el espacio, este espacio trabajara como un horno el cual direccionara el calor de forma directa a una de las caras de la lámina a termoformar, este espacio mantiene el calor entre la resistencia y la lamina por el tiempo necesario para que el material se ablande lo suficiente para moldear.

  • Caja para la resistencia

  • Caja con resistencia industrial para horno

  • Soporte de la lámina. La lamina cuenta con un soporte la cual tiene la forma de un marco con medidas de 38 x 38 cm externo y 31 x 31 cm interno, este permite encajar la lamina al espacio de calor y que se mantenga por el tiempo necesario dependiendo el material y el grosor. Este soporte cuenta con un par de orejas a sus lados para que el usuario pueda subirlo y bajarlo sin peligro de tocar la caja de calefacción, sumado a esto cuenta con ocho ganchos los cuales aseguran a la lámina entre las dos caras del marco.

  • Soporte de lámina

  • Soporte de lámina sobre caja de vacío

  • Soporte de lámina con ganchos de seguro

  • Soporte de lámina con ganchos de seguro sobre caja de vacío

  • Sistema eléctrico.
    • Esta conformado por la resistencia eléctrica la cual dota de calor al espació de calefacción y ablanda la lamina a termoformar.
    • El termostato el cual ejerce un control sobre la temperatura que se encuentra en la parte interna de la caja de calefacción, esto como protección de que no supere la temperatura permitida para todo el sistema eléctrico.
    • Un interruptor que dirige el encendido y apagado de la bomba de vació esto va directo a la fuente de energía y se enciende cuando la lámina ablandada esta tocando el molde, esto con el fin de que la succión lo adhiere al molde.
  • Diseño Final.

Selección de Materiales

La selección de los materiales para la construcción de la máquina se hizo a partir de una matriz de decisión, en estas matrices se evaluaron diferentes características con un puntaje de 1 a 5, siendo 5 el mayor valor haciendo referencia de que cumple la característica y siendo 1 el mejor valor haciendo referencia de que no lo cumple. Con base a las siguientes matrices, se selecciona una resistencia de horno industrial y un blower PR-1870.

  • Resistencia
Temperatura Robustez Durabilidad Asequible Costo TOTAL
Resistencia de resorte 5 3 3 5 5 4.2
Infrarrojo Cerámico 5 5 5 3 4.5 4.5
Resistencia de horno industrial 5 4.5 5 5 4.5 4.8
  • Bomba de vacío
Vacío Presión Potencia Costo TOTAL
Bomba de vacío Zeny 3,5cfm 3 3.5 5 5 4.12
Blower PR-1870 5 5 5 4 4.75

Cotización

Componente Cantidad Costo
Madera, tornillos, lamina de metal y construcción varios $150.000
Resistencia 1 $55.000
Termostato 1 $26.000
Blower (bomba de vacío) 1 $638.321
Cable siliconado 3m 1 $9.900
Lamina de polipropileno 1mx2m 1 $80.300
TOTAL $959.521

Mejoras

  • Sistema de agarre

Para el diseño actual se implementaron dos varillas (40cm) en la parte delantera de la maquina y una en la parte posterior en la mitad, esto con el fin de poder levantar y bajar el soporte de la lamina sin necesidad de pegarse tanto a la maquina; para esto se abrieron pequeños orificios en donde las varillas conectan con la caja de vacío, además de esto se diseñaron e imprimieron soportes superiores para que las varillas se sostengan a la caja de resistencia, y finalmente se coloco entre el espacio de la caja de vacío y el soporte de la lamina fomi para que no se escape el aire de la bomba de vacío.

  • Simulación de los Soportes en la maquina de vacío

  • Soportes en la maquina de vacío

  • Sistema de monitoreo de la temperatura

Se implemento una termocupla tipo K que es especial para soportar temperaturas de 600°C que viene con un modulo convertidor analógico a digital (MAX6675), una LCD con I2C y Arduino con el fin de ir censando el valor de la temperatura que va alcanzando al momento de termoformar la lamina para obtener el socket, y finalmente se diseño e imprimió una caja para la LCD y el Arduino de 16x6x4.5 cm, la cual se coloco en la parte delantera para que se pueda ir leyendo la temperatura de la maquina.

  • Maquina de vacío con la LCD

  • Simulación de la Maquina de Vacío con la LCD

  • Esquemático sistema electrónico

Para la programación del sensor, el modulo y la LCD se implemento lo siguiente:

  1. include <Wire.h>
  2. include <LiquidCrystal_I2C.h>

LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

  1. include <SPI.h>
  1. define MAX6675_SO 2
  2. define MAX6675_CS 3
  3. define MAX6675_SCK 4

//Definimos los puertos para el MAX6675 al arduino en las entradas digitales para la conversión

void setup() // Iniciamos el LCD { 

   lcd.init(); // Iniciamos la pantalla con la función
   lcd.backlight(); // Enciende la luz de fondo
   lcd.setCursor(2,0); // Posicionar en el conjunto de coordenas que se quieren mostrar el mensaje setCursor(x,y) X son columnas y Y filas
   lcd.print("Bienvenido"); //Imprime el mensaje de Bienvenido
   delay(1500); // Retardo de 1500 milisegundos
   lcd.clear(); //Limpia pantalla

}

void loop() // Establecemos la orientación de la pantalla { 

   float temperatura = leer_termopar(); //Tipo de dato, lectura de la termocupla
   lcd.setCursor(1, 0); // Posicionar en el conjunto de coordenas que se quieren mostrar el mensaje setCursor(x,y) X son columnas y Y filas
   lcd.print("Termopar tipo K"); //Imprime el mensaje Termopar tipo K
   lcd.setCursor(5, 1); // Posicionar en el conjunto de coordenas que se quieren mostrar el mensaje setCursor(x,y) X son columnas y Y filas
   lcd.print(temperatura, 2); // Imprime el dato de la lectura de la termocupla y lo posiciona en la LCD
   delay(300); // Retardo de 300 milisegundos

}

double leer_termopar() { 

   uint16_t v; // almacena un numero de 2 bytes (16 bit), con un rango de entre 0 y 32
   pinMode(MAX6675_CS, OUTPUT); // Se declara el pin CS del modulo como salida al pin 3 del arduino
   pinMode(MAX6675_SO, INPUT); // Se declara el pin SO del modulo como entrada al pin 2 del arduino
   pinMode(MAX6675_SCK, OUTPUT); // Se declara el pin SCK del modulo como salida al pin 4 del arduino

   digitalWrite(MAX6675_CS, LOW); // Escribe los valores logicos digitales en un pin de salida (CS) osea al 3 del arduino
   delay(1); // Retardo de 1 milisegundos

   // Leer en 16 bits,
    // 15 = 0 siempre
    // 14..2 = 0.25 grados conteos MSB Primero
    // 2 = 1 si el termopar está en circuito abierto
    // 1..0 = estado poco interesante

   v = shiftIn(MAX6675_SO, MAX6675_SCK, MSBFIRST); //leer un bit a la vez desde el bit menos significante, para el bit ubicado izquierda
   v <<= 8;
   v |= shiftIn(MAX6675_SO, MAX6675_SCK, MSBFIRST);

   digitalWrite(MAX6675_CS, HIGH); // Escribe los valores logicos digitales en un pin de salida (CS) osea al 3 del arduino
   if (v & 0x4)
   {
       // Bit 2 indica si el termopar está desconectado
       return NAN;
   }

   // Los tres bits inferiores (0,1,2) son bits de estado descartados
   v >>= 3;

 // Los bits restantes son el número de recuentos de 0,25 grados (C)
   return v * 0.25;

}

  • Reducción de material

Para no desperdiciar tanto material al momento de termoformar la lamina, se diseño dos laminas de MDF de 3mm de espesor manteniendo la medida externa del soporte, y con una medida interna de 21x21cm para ajustarlas al material del socket manteniendo el diseño de los soportes que ya tenia la maquina para que se puedan agarrar; estas laminas fueron ajustadas también teniendo en cuenta las varillas para la estabilidad del soporte de la lamina. Al momento de hacer el termoformado con esta lamina se esta gastando un tiempo entre 8 a 10 minutos, alcanzando una temperatura de 510°C a 520°C.

  • Laminas de MDF para reducir el material del socket

  • Simulación de las laminas de MDF para reducir el material del Socket

  • Ejemplo de Socket con la maquina de vacío

Construcción y Pruebas

Semana 13 al 16 de Abril

Martes 13 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se Hacen pruebas con las laminas y se imprime un soporte para los moldes de yeso 9 Horas 27 TS
Miércoles 14 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hacen pruebas finales con la maquina de vacio 9 Horas 27 TS

Semana 6 al 9 de Abril

Martes 6 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se cambia el sensor de temperatura y se hacen pruebas 9 Horas 27 TS
Miércoles 7 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hacen pruebas con diferentes materiales de laminas con diferentes calibres, se cotiza la resina epoxi para poder incorporarla en los sockets 8 Horas 24 TS
Viernes 9 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hacen pruebas con diferentes materiales de laminas con diferentes calibres, Se cotiza macilla epoxi para el socket y cera líquida o sellador para aplicar en el socket, y se diseño una pieza para elevar el muñon al momento de hacer el termoformado 5 Horas 15 TS

Semana 30 al 31 de Marzo

Martes 30 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Últimos ajustes de la parte eléctrica y del sistema de soporte, se hicieron pruebas con la lamina de poliestireno de 20X20, se documenta en la wiki los ajustes que se han realizado en la maquina de vacío y se hacen pruebas con resina epoxi para poder incorporarla en el socket 8 Horas 24 TS
Miércoles 31 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se coloco fomi en la cama y se hicieron pruebas con diferentes moldes 8 Horas 24 TS

Semana 23 al 26 de Marzo

Martes 23 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se volvieron a diseñar los soportes para el sistema para bajar la lamina, se imprimieron y se colocaron en la maquina de vacío 8 Horas 24 TS
Miércoles 24 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se acomodo la parte electrónica en la maquina de vacío, y se realizaron nuevas cotizaciones para probar con polipropileno de 3mm para el socket 8 Horas 24 TS
Viernes 26 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hicieron pruebas con la lamina de poliestireno 4 Horas 12 TS

Semana 16 al 19 de Marzo

Martes 16 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se imprimieron y se ajustaron las piezas para el soporte de la LCD y el Arduino y se colocaron en la maquina de vacío, 4 Horas 12 TS
Miércoles 17 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hicieron ajustes en la maquina en la parilla y la termocupla, se hicieron pruebas de temperatura 8 Horas 24 TS
Viernes 19 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hicieron pruebas con la máquina, y ajustes en los soportes para generar una mejor aderencia del material a la cama 4 Horas 12 TS

2021

Semana 09 al 12 de Marzo

Martes 9 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se ajustaron las laminas para bajar el material al socket y se hicieron se pruebas, posteriormente se corto la lamina de poliestireno para realizar pruebas, se probo el sensor de temperatura con la maquina de vacío 8 Horas 24 TS
Miércoles 10 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hicieron pruebas con la maquina de vacío, se colocaron la termocupla tipo K y el termostato de la perilla en el horno para determinar el valor de temperatura que esta alcanzando la maquina, se diseñaron e imprimieron las piezas para poner el Arduino y la LCD 8 Horas 24 TS
Viernes 12 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se hicieron pruebas con la maquina de vacío para los sockets 4 Horas 12 TS

Semana 02 al 05 de Marzo

Martes 02 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se ajustaron los soportes para bajar el material al socket y se hicieron se pruebas, posteriormente se realizaron cotizaciones de diferentes materiales de laminas para implementar en el socket y el sensor para el control de temperatura y su visualización en una LCD 8 Horas 24 TS
Miercoles 03 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se realizaron cotizaciones de diferentes materiales de laminas para implementar en el socket y la selección de esta, y el sensor para el control de temperatura y su visualización en una LCD 8 Horas 24 TS
Viernes 05 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se monto el circuito para la lectura de la temperatura de la maquina de vacio y la programación 4 Horas 12 TS

Semana 23 al 26 de Febrero

Martes 23 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se diseñan los soportes para bajar el material al socket, posteriormente se imprimieron y se realizaron ajustes al diseño, se cortaron las varillas y se hicieron pruebas 8 Horas 24 TS
Miercoles 24 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se diseña un soporte de la lamina para reducir el material que se emplea al realizar el socket, posteriormente se encajaron los soportes con las varillas y los tornillos a la maquina de vacio 8 Horas 24 TS
Viernes 26 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se corto a laser el soporte de la lamina para reducir el material que se emplea al realizar el socket, posteriormente se encajaron los soportes con las varillas y los tornillos a la maquina de vacio 4 Horas 12 TS

Semana 16 al 19 de Febrero

Martes 16 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Introducción al proyecto 4 Horas 12 TS
Miercoles 17 Descripción Tiempo TS
Jully Homez Se genera la inducción y se procede a revisar el documento, se revisan diferentes varillas y soportes para bajar el material al socket 8 Horas 24 TS

Semana 17 al 18 de noviembre

Miercoles 18 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva xxx 5 Horas 15 TS
Martes 17 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Documentación y realización de manual 5 Horas 15 TS

Semana 9 al 13 de noviembre

Viernes 13 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Pruebas con ingenieros para el vacío con blower y adquisición de este 5 Horas 15 TS
Jueves 12 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Cambios de manija del marco para sostener la lamina de polipropileno y corte de las laminas 4 Horas 12 TS
Miércoles 11 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Pruebas con hasta 8 cm de distancia entre el horno y la lamina 5 Horas 15 TS
Martes 10 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Pruebas del material con una distancia de 4 cm entre el horno y la lamina 5 Horas 15 TS
Lunes 9 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Construcción de caja para variar la distancia entre la lamina y el horno 6 Horas 18 TS

Semana 3 al 6 de noviembre

Viernes 6 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Compra de manguera para prueba con el blower de vacío, conexiones de la resistencia y termostato en la maquina 5 Horas 15 TS
Jueves 5 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Recoger maquina y empezar encaje con la resistencia y sus conexiones 4 Horas 12 TS
Miercoles 4 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Cortes de lamina de polipropileno para el marco, visita en construcción y ayuda 5 Horas 15 TS
Martes 3 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Compra de lamina de polipropileno, seguimiento de construcción de maquina y recoger la resistencia 5 Horas 15 TS

Semana 26 al 30 de octubre

Viernes 30 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Compra de resistencia y termostato e investigación de conexiones del termostato 5 Horas 15 TS
Jueves 29 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Cotización de laminas de polipropileno y polietileno 4 Horas 12 TS
Miercoles 28 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Visita a la distribuidora de bombas y cotización de laminas para termoformado 5 Horas 15 TS
Martes 27 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Cotización de bombas de vacío 5 Horas 15 TS
Lunes 26 Descripción Tiempo TS
Melissa Villanueva Cotización de bombas de vacío y cotización de construcción de partes de la infraestructura 6 Horas 18 TS
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