Diseño e implementación de un aditamento para permitir el funcionamiento de una impresora 3D con material reciclado.

Abstract

El presente proyecto tuvo como objetivo diseñar e implementar un aditamento capaz de producir filamento para impresoras 3D a partir de materiales reciclados, buscando reducir costos y contribuir al aprovechamiento de residuos plásticos. Para ello, se desarrolló un sistema de extrusión basado en tecnologías utilizadas en impresoras 3D tipo FDM, incorporando un mecanismo de control de temperatura que permitiera trabajar con distintos materiales termoplásticos como PLA, ABS y PET, cada uno con diferentes temperaturas de fusión. El prototipo diseñado incluye un sistema mecánico compuesto por una tolva, un tornillo sin fin, un motor DC, una boquilla de extrusión y un sistema de transporte de material. Además, se implementó un sistema electrónico basado en un microcontrolador Arduino Nano, encargado del control de temperatura mediante un controlador PID, utilizando un termistor NTC como sensor y resistencias térmicas de 40 W como fuente de calor. El sistema también integra una interfaz de usuario con pantalla LCD y encoder rotativo para configurar parámetros de operación. Durante el desarrollo se construyeron tres prototipos con distintas configuraciones mecánicas y estructurales, evaluando aspectos como estabilidad, consumo energético y facilidad de operación. Finalmente, el tercer prototipo, fabricado en acero galvanizado, presentó los mejores resultados en términos de funcionamiento, estabilidad y resistencia. Las pruebas realizadas demostraron que el sistema fue capaz de mantener temperaturas estables de hasta 260 °C y generar aproximadamente 4 metros de filamento útil. Asimismo, se concluyó que el control PID permitió una extrusión más precisa y segura, validando la viabilidad del uso de material reciclado para aplicaciones de impresión 3D.