Maquina de acabados

Jefe de proyecto

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Johan Garcia

Desarrollador

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David Vargas

Presentacion

La maquina de acabados se construyo con el fin de darle un acabado lizo y brillante a las piezas que se imprimen en la fundación con ayuda de un alisado químico. El alisado con químicos funciona exponiendo la pieza a los vapores que produce el mismo químico y estos reaccionan con el material de la pieza disolviéndola hasta dejar el acabado liso que se quiera en la pieza. Esta maquina ayuda a darle un acabado profesional y uniforme en las piezas. Fue diseñada para que tenga un cierre hermético para evitar que los vapores de los químicos que se utilicen no se disipen rápido en el ambiente y para que se pueda manipular los componentes de la maquina sin riesgo de entrar en contacto directo con la piel y los vapores y el liquido que pueden llegar a ser tóxicos

Plan de trabajo

• Entrega de materiales - 9 Sept

Continuación y modificación de la Maquina

Resumen

Se realiza la continuación del proyecto “Máquina de acabados” establecido por un estudiante practicante como aporte para la Fundación, realizando una edición en el mecanismo de funcionamiento de la misma. Se quería ver el resultado del acabado de las piezas impresas en PLA 3D, si se modificaba la temperatura ambiente a la que estaría expuesta la pieza, a demás de esto se quería ver que cambios se obtenían al varias el flujo del gas dentro de la cámara.

Objetivos

• Analizar el comportamiento del acabado de las piezas al cambiar las condiciones a las que se somete.
• Adicionar ventiladores para mejorar el flujo del gas dentro de la cámara.
• Adecuar la cámara para generar aislante entre el acrílico y la fuente de calor.

materiales

Para el nuevo acondicionamiento del dispositivo se adicionaron dos ventiladores para poder realizar un mejor flujo de los gases químicos que se encargaran del proceso de acabado de las piezas, estos ventiladores están conectados al mismo sistema de alimentación de 12V del ventilador que ya estaba instalado dentro de la máquina.

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  Ventiladores

Para generar el cambio de la temperatura a la que se realzara este proceso se utilizó una resistencia eléctrica para poder calentar la lamina donde reposara el cloruro y también aumentar la temperatura dentro de la cámara, se utilizaron 2 presentaciones diferentes de resistencia para observar el cambio y el mejor método de control de temperatura.

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  Resistencias (hilo de resistencia y alambre resistivo.).

Se utiliza un reverbero con un regulador de voltaje este para poder regular la alimentación que recibirá el reverbero para así poder manejar la temperatura que generara, el reverbero viene acondicionado para evitar posibles cortos y generar una aislación entre las resistencia que se calentara y aumentará la temperatura interna de la cámara

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  Reverbero y regulador.

Para generar una mejor protección del acrílico ya que este puede llegar a deformarse con el aumento de temperatura cámara, se busca un material que genere un aislante para el acrílico de la cámara.

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  Material Termoaislante.

Se utiliza una bandeja de aluminio en donde reposa el cloruro en pañitos absorbentes la cual se va a calentar poco para acelerar el proceso de evaporación del químico.

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  Bandeja y cloruro de metileno.

Se debe hacer un precalentamiento del reverbero y de la cámara, aproximadamente uso 5 min antes de comenzar el proceso. luego se adiciona la bandeja con el cloruro de metileno en un pañito absorbente, y se coloca la pieza que se necesita generar un acabado. Se cierra la cámara y se procede a prender los ventiladores, para que comience el flujo del gas que expulsa el cloruro. Se debe dejar aproximadamente X horas para poder evidenciar unos cambios bien significativos.

Resultados

Se generan todas las adecuaciones de la maquina y se generan las diferentes pruebas regulando la temperatura. Primera mente se genera el cubrimiento de la parte inferior que es donde estará la fuente de calor para cubrir esta parte del acrílico, posterior mente se colocan los nuevos ventiladores son ubicados en la base de plástico donde reposara la pieza durante todo el proceso de acabado. Se ubican de manera estratégica para que uno ayude a que el gas salga de la lamina donde se agrega el cloruro. El otro esta ubicado de tal manera que el viento vaya directamente a la pieza esto para que el gas que esta en la cámara sea direccionado a la pieza, mientras que el ultimo ventilador que es el que ya estaba, se encuentra en la tapa ubicado de tal manera que ayude a generar un flujo tipo remolino.

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  maquina con material termoaislante y reverbero.

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  Ventiladores instalados

Al generar una alteración mínima en el ambiente dentro de la cámara se logra ver un ligero cambio en el acabado de las piezas, al momento de elevar la temperatura dentro de la cámara la pieza de alcanza a ablandar, además de esto los soportes al derretirse generan un mejor agarre y dependiendo de la posición en la que se deje la pieza esta tiene a deformarse por este ablandamiento de la misma. El reverbero fue alimentado por 24V y esta fue la tensión que mostro un mejor resultado, calentando la cámara y la lámina donde estará el cloruro, al elevar este voltaje de alimentación la temperatura iba a aumentar.

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  Maquina terminada.

Discusión y conclusiones

• Luego de las distintas pruebas que se realizaron, se puede observar que la aclimatación dentro de la maquina de acabado, puede generar algunos beneficios, pero no son muy evidentes ni a gran escala, se debe tener en cuenta la cantidad del cloruro que se puede utilizar para generar un mejor acabado, pero el uso excesivo de este puede llegar a ser toxico.
• Según la revisión bibliográfica para esta metodología de acabado es recomendable pulir un poco la pieza ya que este no remueve grandes grietas dentro de la pieza. En algunos casos recomiendan sumergir la pieza y sacarla al instante esto cuando la pieza necesita un cambio o el acabado que necesita requiere de mucho trabajo este procedimiento puede ayudar en ese caso.
• Es recomendable tener en cuenta el tiempo que va a trabajar la maquina ya que esta también generar un gasto energético que será importante tener en cuenta al momento de ver la funcionalidad y la finalidad que obtendremos en el acabado de la pieza.
• En conclusión se puede evidenciar que la maquina si puede generar una asistencia o un acabado final, luego de someter la pieza a un lijado o una preparación de la pieza, eso para generar un alisado en la pieza lo cual es el proceso en el que nos puede ayudar este dispositivo.

Diseño de la Maquina versión 1

Diseño y modelado CAD

Para la maquina de acabados se diseño en 4 partes, Contenedor, soporte, accesorios y amarres.

• El contenedor se diseño teniendo en cuenta loas dimensiones promedio de las piezas que se imprimen en la fundación, que son de un tamaño no mayor a 30 cm. Las dimensiones del contenedor son de 34 cm de alto, 34 cm de ancho y 34 cm de largo. El material con el que se construya debe ser transparente para permitir visualizar las piezas que se encuentren dentro y resistente al cloruro de metileno, ya que este químico es el que se va a utilizar para realizar el alisado y los acabados a las piezas impresas en PLA.
• Para que el contenedor tenga un cierre hermético se diseño una tapa del mismo material del contenedor, con unas dimensiones de 34 cm de largo por 34 cm de ancho. Para evitar que los vapores del químico se disipen rápido se le ubica una goma en las equinas de la tapa que encaja con el contenedor para garantizar que quede todo hermético

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  Contenedor

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  Tapa del contenedor

• El Soporte se compone en 2 partes, las rejillas donde se ubica la pieza impresa en 3D y la bandeja donde se ubica el papel absorbente humedecido con el cloruro de metileno
• La rejillas tienen un tamaño de 30 cm de ancho y 30 cm de largo para que se puedan ubicar las piezas de mayor tamaño que se imprimen en la fundación y 5 cm de alto para que estén a una distancia prudente del cloruro de metileno liquido que se encuentra en la bandeja . Estas rejillas son en aluminio ya que esta va a estar en contacto directo con los vapores y el liquido todo el tiempo. La maquina contara con dos rejillas, una ubicada dentro del contenedor en sima de la bandeja y la otra se ubicara a un lado del contenedor para el área de secado de las piezas que ya pasaron por el tratamiento químico
• La bandeja tiene unas dimensiones de 30 cm de ancho, 30 cm de largo y 1 cm de alto. Esta sera ubicada dentro de la cabina de la maquina y dentro de esta bandeja se ubicara el papel absorbente previamente humedecido con el cloruro de metileno, y sobre esta se ubicara las rejillas de soporte de las piezas.

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  Rejillas de soporte de piezas

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  Bandeja para el papel absorbente

• Los amarres de la maquina se pensaron para poder ejercer una fuerza sobre la tapa que permita que el cierre hermético se mantengan y no existan fugas de los vapores del químico. Los amarres se componen en 4 correas de velcro que se ubica una parte en la tapa y otra en el contenedor, y cuenta con dos hebillas cada correa pra garantizar que cuando se haga la presión para el cierre esta se mantenga.

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  Amarres de velcro

• Los accesorios de la maquina se componen en las piezas que se van a imprimir en 3D en la fundación, y esto son la pinzas para la manipulación de las rejillas para evitar el contacto directo con estas, los soportes para las pinzas y el papel absorbente y la caja donde se ubicara el sistema eléctrico de la maquina

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  Pinzas para manipular las rejillas

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  Soporte para ubicar el papel absorbente

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  Soporte para las pinzas

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  Circuito para el circuito de ventilación

• El diseño final se muestra la ubicación las piezas que componen la maquina que fueron detalladas en la parte anterior

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  Diseño final de la maquina de acabados

Selección de los materiales

La matriz de decisión de los materiales para construir la maquina se basaron en 4 características. Que son la resistencia del material al químico ya que el cloruro de metileno es muy volátil y puede ablandar el material y deteriorarlo muy rápido. También debe ser transparente para permitir la visualización de las piezas dentro de la maquina desde el exterior. Adicional debe ser resistente a golpes ya que la maquina esta en constante movimiento para ser ubicada en diferentes lugares, el material debe soportar golpes generados por incidentes o caídas. Y finalmente el costo tiene que ser moderado ya que la maquina es para la fundación que es sin animo de lucro

Matriz de decisión Contenedor y tapa	Resistencia al químico	Transparente	Resistente a golpes	Costo	TOTAL
Acrílico	5	5	5	4	4.75
Polietileno	5	5	4	3	4.25
Vidrio	5	5	1	3	3.5
Madera	4	0	5	4	3.25

Se evaluaron las 4 características utilizando una puntuación de 0 a 5. Siendo 5 la puntuación más alta y 0 la puntuación mas baja. Después de promediar las puntuaciones el material que se adecuaba a las necesidades de la maquina es el acrílico que nos brinda una buena resistencia a los golpes y al químico y su costo esta dentro del presupuesto

Cotización

Componente	Cantidad	Costo
Rejilla	2	$38.900
Amarres	4	$7.100
Bandeja	1	$15.000
Caucho	1	$3.000
Materiales para el circuito	4	$50.000
Caja acrílico	1	$300.000
	TOTAL	$314.000

Construcción y manejo

Construcción

Después de la selección y compra de los materiales se procedió a la construcción de la maquina de acabados, la cual consistió en pegarle a la tapa y la cala los amarres de velcro con ayuda de pegamento, y pegar en la tapa el ventilador en una posición que permitiera fluidez de aire dentro de la maquina

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  Ubicación de los amarres y ventilador

Después de esto se ensamblo el circuito en la caja impresa, junto con la fuente del poder y sistema de encendido y apagado del sistema

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  Encender y apagar el sistema

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  Caja del circuito para activar el ventilador

Al final solo se ubica la bandeja y la rejilla dentro del contenedor y se ubica la rejilla restante afuera, a un costado de la maquina

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  Ubicación de la maquina finalizada

Manejo

La maquina de acabados es fácil de utilizar, solo se requiere ubicar el papel absorbente en la bandeja junto con el químico a utilizar , después poner encima de la bandeja la rejilla y las piezas que se desean alizar, poner la tapa y asegurar los amarres. Finalmente encender el ventilador y regular la velocidad de este -Toda esta información y mas acerca del correcto uso de la maquina leer el manual de manejo

Observaciones de la maquina

La maquina de acabados tiene como fin darle un alisado homogéneo a la piezas. Para un mejor funcionamiento de la maquina es necesario ubicar mas de una pieza dentro para poder ahorrar el químico en cada uso. Durante las pruebas de funcionamiento se demostró que la maquina también funciona para retirar los soportes de las piezas de un manera mas rápida y con menos esfuerzo. Para esto es necesario ubicar las piezas que se le necesite retirar el soporte en la maquina y dejarlas en un tiempo promedio de 30 a 40 minutos. Para realizar el alisado de las piezas es necesario realizar el proceso por una hora. Para un mejor acabado realizar este procedimiento, dos o tres veces a la misma pieza pero en diferentes días

Marzo 2021

marzo 1	Descripción	Tiempo	TS
Alejandro Arévalo	Se genera un informe y se procede a subir a la wiki	4 Horas	12 TS

Febrero 2021

Jueves 25	Descripción	Tiempo	TS
Alejandro Arévalo	se aumenta la temperatura del reverbero, pero no se evidencia cambio en el acabado a demás se ablanda la pieza, se indaga sobre mecanismos y se aconseja aumentar el tiempo de exposición, a demás de esto se ve la manera para poder cortar el acrílico para hacer el extractor para el gas sobrante dentro de la cámara.	4 Horas	12 TS

miercoles 24	Descripción	Tiempo	TS
Alejandro Arévalo	Se incorpora un reverbero alimentado con 24v para la emisión de calor dentro de la cámara, se realizan pruebas y se evidencia una mejora en las piezas experimentales. se añade un ventilador para mejorar el flujo del gas evaporado del cloruro y que este tenga mas contacto con la pieza. Se busca la manera de generar e incorporar un monitoreo de la temperatura para así poder regular esta misma.	8 Horas	24 TS

lunes 22	Descripción	Tiempo	TS
Alejandro Arévalo	se investigan mecanismos para regular el voltaje y con este controlar la potencia que nos va a generar el dispositivo, se adquiere una resistencia de ducha para generar este calor. se monta el circuito y se adiciona un sensor de temperatura para poder tener en cuenta la temperatura que se esta suministrando.	8 Horas	24 TS

Juevs 18	Descripción	Tiempo	TS
Alejandro Arevalo	Se compran materiales para producción de calor y se procede a instalar y generar pruebas	4 Horas	12 TS

Miercoles 17	Descripción	Tiempo	TS
Alejandro Arevalo	Se genera la inducción y se procede a revisar el documento, se adiciona un nuevo ventilador dentro del dispositivo y se procede a pruebas, revisión bibliográfica para añadir calor a la maquina	8 Horas	24 TS

Noviembre 2020

Semana del 9 noviembre al 13 de octubre

Jueves 12	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación de la wiki	2 Horas	6 TS

Miércoles 11	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación de la wiki	2 Horas	6 TS

Martes 10	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación de la wiki	2 Horas	6 TS

Lunes 9	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación de la wiki	2 Horas	6 TS

Octubre 2020

Semana 26 de octubre al 30 de octubre

Martes 27	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Pruebas de la maquina para evaluar tiempos, numero de piezas y cantidad de químico a utilizar para realizar el alisado de las piezas impresas	2 Horas	6 TS

Septiembre 2020

Semana 28 de septiembre al 3 de octubre

Viernes 2	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Finalización del manual de uso	1 Horas	3 TS

Jueves 1	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Anexo de imágenes al manual para ubicarlas en los pasos a seguir	1 Horas	3 TS

Lunes 28	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Toma de fotos de la maquina para el manual	2 Horas	6 TS

Semana 21 de septiembre al 26 de septiembre

Viernes 25	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Finalización del manual, solo falta fotos que se deben tomar en la fundación	5 Horas	15 TS

Jueves 24	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Manual de la maquina de acabados y protocolo de seguridad	5 Horas	15 TS

Lunes 21	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Manual de funcionamiento y uso de la maquina de acabados	5 Horas	15 TS

Semana 14 de septiembre 18 de septiembre

Viernes 18	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Continuación de la elaboración del manual de uso de la maquina y el paso a paso para el correcto funcionamiento de la maquina junto con parámetros de seguridad	5 Horas	15 TS

Jueves 17	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Diseño del manual paso a paso del uso de la maquina de acabados y normas de seguridad para la manipulación del químico	5 Horas	15 TS

Miércoles 16	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Ensamble final de la maquina de acabados y pruebas de funcionamiento con piezas impresas en PLA utilizando el cloruro de metileno	5 Horas	15 TS

Lunes 14	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Ensamble de la maquina en la fundación e impresión de accesorios	5 Horas	15 TS

Semana 7 de septiembre 11 de septiembre

Miercoles 9	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación de la wiki	1 Horas	3 TS

Martes 8	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación de la wiki	1 Horas	3 TS

Semana 31 de agosto 4 de septiembre

Viernes 4	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Compara de las rejillas, bandeja, amarres y circuito para la maquina de acabados	5 Horas	15 TS

Jueves 3	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación del proyecto con respecto a la presentación y diseño de la maquina	1 Horas	3 TS

Miércoles 2	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Documentación del diseño de la maquina de acabados y reunión con Johan García para planear compra de los materiales	2 Horas	6 TS

Martes 1	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Reunión con Johan García para analizar la cotización de los materiales, re diseño de la maquina y busca de nuevos materiales para cotización que este dentro del presupuesto	5 Horas	15 TS

Lunes 31	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Cotización de rejillas y bandeja en aluminio, y cotización de amarres cintas de velero y hebillas para la tapa de la maquina	5 Horas	15 TS

Agosto 2020

Viernes 28	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Cotización en 5 lugares para las piezas en acrílico (contenedor, área de secado y tapa ) y cotización de rejillas en aluminio	5 Horas	15 TS

Jueves 27	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Búsqueda y cotización de los materiales para la construcción de las piezas que componen la maquina	5 Horas	15 TS

Miércoles 26	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Diseño CAD terminado, reunión con Johan García para aprobación del proyecto y asignación de fechas para la cotización de materiales	5 Horas	15 TS

Martes 25	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Diseño de la maquina en programa CAD, con accesorios para soporte para los mismos y diseño del sistema eléctrico y ubicación en la maquina	5 Horas	15 TS

Lunes 24	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Diseño de cabina y soporte de piezas de la maquina de acabados, Diseño del funcionamiento de sistema eléctrico del sistema	5 Horas	15 TS

Viernes 21	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Investigación sobre el sistema eléctrico de la maquina y componentes necesarios para el funcionamiento, paccione de las alternativas de construcción de la maquina	5 Horas	15 TS

Jueves 20	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Investigación sobre el manejo y normas de seguridad del cloruro de metileno, y posibles materiales resistentes a este químico para la construcción y revestimiento de la maquina	2 Horas	6 TS

Miercoles 19	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Investigación sobre el sistema de ventilación, sistema eléctrico del sistema y proceso después del alisado	2 Horas	6 TS

Martes 18	Descripción	Tiempo	TS
David Vargas	Investigación de las maquinas en el mercado y material de contrucción.	2 Horas	6 TS