Ingeniería Mecánica

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Browsing Ingeniería Mecánica by Subject "3D printing"

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    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 Hernandez
    En 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.
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    Desarrollo, diseño y construcción de un eje de transmisión basado en una arquitectura celular
    (Universidad Industrial de Santander, 2024-10-30) Macias Lizarazo, Fredy Alberto; Sánchez Acevedo, Heller Guillermo; Villegas Bermudez, Diego Fernando; Gonzalez Estrada, Octavio Andres
    Por medio del presente proyecto de grado, se lleva a cabo el desarrollo de una arquitectura celular, las opciones fueron recopiladas a partir de una búsqueda en literatura científica, se realiza la selección utilizando una matriz de decisión de Pugh, una vez obtenida la arquitectura mejor calificada con una análisis de elementos finitos y una análisis modal es adaptada a un eje con el fin de ser impresa mediante tecnología de impresión 3D por el método de modelado por deposición de fundida (FDM) usando como material PLA. Una vez obtenido el eje este es probado con la ayuda de un motor eléctrico de 0,5 caballos de potencia y un sistema de frenado con el objetivo de someter al eje máximo rango de operación del motor.
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    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 Andrés
    En 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.
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    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 Yuliana
    El 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.