Desarrollo de un sistema compensado de manufactura aditiva robotizada usando un cabezal extrusor de alto volumen

Abstract

El presente trabajo expone los resultados de la utilización de un brazo compensador para la manufactura aditiva, incorporando un cabezal extrusor de alto volumen y mediante el proceso de material fundido. Se establecen los fundamentos y los avances desarrollados en la manufactura aditiva robotizada para el desarrollo de esta investigación. El procedimiento se efectúa mediante los materiales reciclados y se plantean diseños de uniones. Se incorpora una pletina y una bisagra para el acoplamiento de sistemas y una mejora en la transmisión cinemática, respectivamente. Se sugieren diseños de una unión de tipo pomel para mitigar los errores de precisión y sincronización entre las partes, y un trípode para poder aumentar el área de impresión general. Se obtienen resultados a través de pruebas de funcionamiento, sincronización y precisión de los sistemas mecánicos involucrados, en los cuales se comprueba la factibilidad de la utilización de un sistema compensado, al servir como apoyo al robot UR5 en la operación de un extrusor de alto volumen y economizando los costos al prescindir de máquinas más costosas. A través de los ensayos de funcionamiento y precisión se demuestra que la interacción mecánica entre los sistemas, en los cuales involucran los grados de libertad y los movimientos permitidos por cada parte, generan imprecisiones en las terminaciones del producto final. Los ensayos de sincronización dan cuenta de la formación de protuberancias en las impresiones. El desarrollo del brazo compensador permite la puesta en marcha de la fabricación digital de alto volumen, utilizando un robot UR5 y un funcionamiento adecuado para impresiones con dimensiones superiores a las de una impresora 3D comercial. Sin embargo, para un futuro desarrollo se deben efectuar diseños adicionales. Se recomienda la incorporación de una estructura tipo trípode para aprovechar una impresión 3D en 360 grados. En el caso de la unión entre brazos, se recomienda una unión mediante un cardan para una adecuada transmisión cinemática.