Adaptación de un cabezal extrusor para fabricación aditiva con polímeros utilizando material 100% reciclado

Abstract

El siguiente trabajo se desarrolla en el Laboratorio Eco Fab Lab, cuyo objetivo es la fabricación aditiva de gran volumen y velocidad a partir de plástico reciclado procedente de tapas de botellas y envases. Para ello, el laboratorio cuenta con un extrusor de gran capacidad que funde el plástico y lo deposita en el lugar indicado por un brazo robótico. A su vez, el cabezal, debido a su peso, se sostiene gracias a un brazo compensador. Este estudio se centra en modificar el cabezal extrusor,diseñado originalmente para trabajar con pellet de plástico, para que pueda funcionar utilizando plástico triturado y asegurar un flujo continuo y regular. Entre las modificaciones principales que se han realizado, destacan la sustitución del sistema de alimentación, que era un codo de plástico estrecho, por un tubo metálico de 28 [mm] de diámetro interior, la ampliación de la entrada de material y la incorporación de un tornillo sinfín metálico dentro del nuevo sistema de alimentación, que es impulsado por un motor eléctrico conectado al brazo robótico. De esta forma, el tornillo cumple la función de empujar el material triturado, que tiende a estancarse debido a su forma de hojuelas. Los resultados obtenidos muestran un avance significativo hacia el objetivo de lograr un flujo constante y regular. Se realizaron pruebas con una boquilla de tamaño 2,5 [mm] y 1 [mm], siendo en esta ultima donde se obtuvieron los mejores resultados, ya que el tamaño del filamento es bastante regular y el número de detenciones durante la extrusión es mínimo. Para alcanzar este objetivo en su totalidad, se recomienda reemplazar el motor que impulsa el sinfín presente en el tubo de alimentación por uno con mayor par y menor número de rpm, con el objetivo de evitar atascamientos y la caída de temperatura por un flujo masico excesivo. También se recomienda alargar el cilindro del cabezal para mejorar el sistema de refrigeración y reducir la temperatura en la zona de entrada de material, lo que provoca que este se aglomere y se atasque, deteniendo la extrusión.