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Title: Diseño de una impresora 3D de bajo costo para la escuela de Diseño de la PUCESI
Authors: Jaramillo Castro, Luis Antonio
Keywords: Impresora 3D
Costo bajo
Diseño
Issue Date: Mar-2019
Publisher: Pontificia Universidad Católica del Ecuador Sede Ibarra
Series/Report no.: T/658.5752/J371d/2019;075065
Abstract: In the educational field, 3D printing has already been incorporated into several research projects and laboratory environments worldwide. From here to the next few years, 3D printers will be used more and more in art, design, manufacturing and science to create 3D models that illustrate complex concepts or that help in the process of generating ideas and novel designs. Based on this, the Pontifical Catholic University of Ecuador - Ibarra campus (PUCESI) acquired in 2009 a 3D printing device, which, at present, is not 100% operational due to the high costs of printing material, at its low manufacturing speed, to the old operating system that it uses and, finally, it does not have a specialized technical service in the country. Based on these and other factors in this research, we present a conceptual design of a 3D printer with restrictions associated with the use of simple geometries, material available in the area and low cost. For this, a design process is proposed where alternative mechanisms and ways to select the most appropriate according to the requirements presented are presented. Later, using computer design and engineering programs (CAD and CAE) validated numerical simulations are carried out to define the main structure of the printer, capable of supporting loads without permanently deforming. The results show that a design can be materialized in which a kinematic and material resistance analysis is carried out using computer programs that serve to fully define the geometry and materials of the device. Concluding that it is possible to generate a 3D printing device with most of the materials available in the national market and that it is affordable to use them as a tool in the theoretical-practical process of teaching at the University.
Description: En el ámbito educativo, la impresión 3D ya se ha incorporado en varios proyectos de investigación y entornos de laboratorio a nivel mundial. De aquí a los próximos años, las impresoras 3D se utilizarán cada vez más en el arte, el diseño, la fabricación y las ciencias para crear modelos en 3D que ilustren conceptos complejos o que ayuden en el proceso de generación de ideas y diseños más allá de lo novedoso. En base a esto, la Pontificia Universidad Católica del Ecuador - sede de Ibarra (PUCESI) adquirió en el año 2009 un dispositivo de impresión 3D, el cual, en la actualidad no se encuentra operativo al 100% debido al alto costo del material de impresión, a su baja velocidad de fabricación, al antiguo sistema operativo que utiliza y, por último, no cuenta con servicio técnico especializado en el país. En base a estos y otros factores en esta investigación, se presenta un diseño conceptual de una impresora 3D con restricciones asociadas al uso de geometrías sencillas, material disponible en la zona y de bajo costo. Para esto, se propone un proceso de diseño donde se presentan alternativas de mecanismos y formas para seleccionar las más adecuadas según los requerimientos planteados. Posteriormente, utilizando programas computacionales de diseño y de ingeniería (CAD y CAE) se realizan simulaciones numéricas validadas para definir la estructura principal de la impresora, capaz de soportar cargas sin deformarse permanentemente. Los resultados muestran que se puede materializar un diseño en el que se realiza un análisis cinemático y de resistencia de materiales utilizando programas computarizados que sirven para definir totalmente la geometría y materiales del dispositivo. Concluyendo que es posible generar un dispositivo de impresión 3D con la mayoría de los materiales disponibles en el mercado nacional y que sea de costo accesible para utilizarlos como una herramienta en el proceso teórico-práctico de la enseñanza en la Universidad.
URI: https://dspace.pucesi.edu.ec/handle/11010/444
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