Trabajos de grado
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Browsing Trabajos de grado by Subject "3D printing"
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Item Desarrollo de hilo de material biocompatible para impresión 3D(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-13) Laura Natalia Garcia Lopez; Brayan Julián Paredes Torres; Alberto David Pertuz Comas; Heller Guillermo Sanchez Acevedo; William Pinto HernandezEn los últimos años, el uso de la manufactura aditiva en los diferentes sectores de la industria, específicamente en áreas de producción y diseño ha aumentado, en efecto han crecido la cantidad de materiales que se pueden usar. El objetivo de este estudio es desarrollar un filamento biocompatible para impresión 3D, que se presente como una alternativa para la ingeniería biomecánica y de tejidos. Para ello como primera etapa, se definió una matriz polimérica compuesta por ácido poli láctico y reforzada con polvo de hueso porcino obtenido de la columna vertebral y radio. A partir de esto se extruye filamento con tres composiciones diferentes, PLA puro y PLA con refuerzo del 20% y 40%. Seguidamente para caracterizar el material se obtuvieron probetas mediante manufactura aditiva, donde se evidenció que los parámetros de impresión inciden de forma directa en las propiedades mecánicas. Posteriormente, para definir las propiedades mecánicas de cada composición se realizaron ensayos de tracción, indentación e impacto, cuyos resultados presentan que, agregando refuerzo al PLA, se aumenta en un 47% el esfuerzo de fluencia y en un 34% el módulo de elasticidad en las probetas con mayor composición de refuerzo. Adicionalmente, un análisis de microscopia electrónica de barrido evidencia una alta porosidad del material ocasionada por factores no controlables en la extrusión del hilo y en la impresión de las muestras. Para finalizar, un estudio de Espectroscopia de rayos X de energía dispersiva evidencio la composición elemental del material, asegurando que este no induce efectos citotóxicos en seres vivos.Item Diseño de un sistema para la elaboración de filamento para prototipado 3d tipo fdm, a partir de residuos sólidos de pet reciclado(Universidad Industrial de Santander, 2021) Hernández Suarez, Juan Carlos; Laguado Villamizar, Luis Alberto; Archila Díaz, John FaberEl ciclo de vida de los desechos de productos poliméricos, particularmente losdenominados plásticos de un solo uso, es causa de creciente preocupación ambiental. Bajo elenfoque de la economía circular es posible cerrar el bucle del ciclo de vida de un alto porcentajede estos productos. Sin embargo, en Colombia la mayoría de los desechos sólidos termina enrellenos sanitarios, lo cual contribuye a una creciente crisis ambiental. Uno de los materiales quese está desperdiciando por la falta de circularidad en nuestra economía es el PET, untermoplástico comúnmente usado en la fabricación de objetos de un solo uso como botellas yenvases. La industria del prototipado 3D es un sector tecnológico que se encuentra creciendorápidamente tanto en Colombia como en el resto del mundo. Aunque superficialmente estoimplica un mayor consumo de polímeros termoplásticos, también implica una oportunidad paraaumentar la circularidad de los desechos poliméricos que se producen actualmente si se lograincentivar la producción personal de filamento para impresión 3D reciclado. En el presentetrabajo se propone el desarrollo de un sistema integrado para la elaboración de filamento reciclado para prototipado 3D a partir de desechos sólidos de PET.Item Diseño de una guía de práctica para laboratorio de procesos de fundición usando un horno de inducción y máquina de impresión 3D para obtener componentes metálicos(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-13) Araque Prada, Cristian Bianey; González Hernández, Andrés Giovanni; Pérez Ceballos, Ana María; Blanco Vásquez, Sergio IsmaelLa impresión 3D o fabricación aditiva es un proceso que aporta eficientemente a la fundición moderna en la producción piezas metálicas de alta calidad siendo una herramienta útil para crear de manera rápida modelos con geometrías complejas y reduciendo técnicas de mecanizado en su acabado final. En el siguiente trabajo de grado se ve descrito el desarrollo, la elaboración y la implementación de cada una de las guías de laboratorio basadas en los ensayos realizados buscando un mayor aprendizaje práctico a estudiantes de Ingeniería Metalúrgica de la Universidad Industrial de Santander como complemento al componente teórico de la materia de procesos de moldeo y de fundición. Todas las piezas fueron impresas en material de PLA, algunas de estas se utilizaron como modelos en el proceso de moldeo en arena y las demás como modelos en el proceso de cera perdida enfocándose en el buen desarrollo de la práctica. Estos ensayos se realizaron en un horno de inducción Galloni Furnace, el cual permitió que el proceso de fundición fuera de manera más rápida en metales con diferentes puntos de fusión. Cabe resaltar la ejecución de ensayos preliminares en cada práctica que permitieron conocer y manejar los parámetros, tiempos, costos y materiales requeridos para la ejecución de la experiencia de laboratorio con los estudiantes de la asignatura. Adicionalmente, se participó en clases educativas tanto a los estudiantes de procesos de moldeo como de procesos de fundición en el manejo, manipulación y uso adecuado de la impresora 3D y del horno de inducción en compañía del profesor. Por último, se realizó una práctica de laboratorio utilizando un molde metálico en acero para la elaboración de una pieza en Zamak. Se obtuvo en cada proceso de fundición las piezas metálicas propuestas con resultados concluyentes buenos y satisfactorios para la elaboración de cada práctica de laboratorioItem Diseño de una micro planta para la elaboración de filamentos utilizados en máquinas de impresión 3D con plástico reciclado(Universidad Industrial de Santander, 2022) García Luna, Javier Alexis; Calderón Jaimes, Kevin Dayan; Jaimes Rolón, Ricardo Alfonso; Pinto Hernández, William; González Estrada, Octavio AndrésEn el mundo el incremento de uso de plásticos es exponencial, acarreando con esto contaminación en el medio ambiente, afectando la fauna y la flora de forma directa, debido a su uso irresponsable y mal almacenamiento de basuras. Por este motivo se realiza la construcción de una micro planta con sus respectivos cálculos como alternativa económica, donde su principal objetivo es la reutilización de plástico reciclado como lo son el polipropileno y el polietileno de alta densidad, hasta un producto final que es un filamento, el cual es aprovechado para la fabricación de piezas por medio de una impresora 3D. Esta micro planta está compuesta principalmente por 3 máquinas. La primera es una trituradora donde las cuchillas móviles chocan con las cuchillas fijas cortando el plástico hasta llevarlo a un tamaño deseado para poder extruirlo. La segunda es la extrusora que, por medio de un tornillo extrusor en rotación y calor generado por unas resistencias, transforman este material en filamento que pasa a través de una boquilla con un diámetro especifico. Por último, este filamento es llevado de manera sincrónica a través de un carrete que es girado por un motor paso a paso para su almacenamiento. Finalmente se obtuvieron los resultados esperados de producción de la planta en kg/h tanto de material triturado como de filamento extruido y se analizó la viabilidad técnico-económica al producir 4kg/h de filamento, el cual se recupera su inversión en 23 meses.Item Diseño y construcción de un péndulo invertido lineal como banco de experimentación para el Laboratorio de Dinámica y Control de la Escuela de Ingeniería Mecánica.(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-08) Albarracín Ortiz, Carlos David; Borrás Pinilla, Carlos; Esteban Villegas, Helio Sneyder; Meneses Florez, Jorge Enrique; Rios Diaz, Yennifer YulianaEl presente proyecto de grado tuvo como propósito el diseño, construcción y control, por medio de un PID discreto, de un péndulo invertido lineal, con el fin de que se implemente como material didáctico para mejorar las estrategias de enseñanza y aprendizaje en el área de dinámica, control y robótica de la Escuela de Ingeniería Mecánica de la UIS. El desarrollo del proyecto se efectuó con base en una metodología de tres fases, la fase de inicio, donde se hizo el planteamiento de los requerimientos y análisis de información, la fase de construcción, donde se diseñaron alternativas, se realizó el modelado CAD y matemático, por último, la fase de construcción y control, donde se manufacturaron y ensamblaron los componentes, además se diseñó e implementó el controlador PID discreto. Con la ejecución de pruebas para el péndulo, se concluyó que el controlador diseñado pudo estabilizar el péndulo de manera satisfactoria, demostrando que un PID discreto es una solución idónea a este problema de control, además se diseñó un algoritmo Swing-Up para levantar el péndulo desde su posición en reposo. Como parte del alcance de este proyecto se diseñó un manual de uso y mantenimiento, que sirve de guía para los usuarios en el reconocimiento, caracterización y modelado de los diferentes componentes que conforman el péndulo, con el fin de darles un correcto uso.Item Estudio de la resistencia a la compresión de espumas de aleación de aluminio fabricadas a partir de impresión 3D y fundición por cera perdida.(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-03) Moreno Santos, Oscar Mauricio; Sarmiento Triana, Juan Carlos; González Hernández, Andrés Giovanni; Báez Pimiento, Sandro; Cordoba Tuta, Elcy Maria; Anaya Palencia, Huber AlexanderExiste un creciente interés en el uso de espumas metálicas en una gran variedad de aplicaciones, en las que se incluyen estructuras ligeras de tipo sándwich y dispositivos de absorción de energía. En tales aplicaciones, la respuesta mecánica de las espumas es de importancia crítica y vital para su desempeño. Es por ello, que, en este proyecto de investigación, se han fabricado espumas metálicas a partir de impresión de modelos 3D y fundición a la cera perdida, las cuales fueron caracterizadas y sometidas a ensayos a la compresión, con el fin de determinar la diferencia en las propiedades físicas y mecánicas con respecto a las espumas fabricadas mediante los proceso “tradicionales” (metalurgia de polvos, espumado por inyección de gas, espumado con agentes soplantes, solidificación eutéctica de solido-gas Gasar). Los resultados obtenidos mostraron que fue posible fabricar espumas con poros regulares de forma esférica y distribuidos uniformemente a lo largo del volumen de la pieza, lo que permitió comprender los efectos del tamaño y geometría del poro, basado en las propiedades físicas y químicas obtenidas. Adicionalmente y de acuerdo con la literatura consultada, las espumas metálicas obtenidas en este trabajo presentaron mejor resistencia a la compresión que espumas por métodos convencionales.