Verificación volumétrica y compensación de errores en sistemas de fabricación aditiva de plástico de bajo coste

Villacampa Guardia, Carlos Alberto
Majarena Bello, Ana Cristina (dir.) ; Santolaria Mazo, Jorge (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2017
Departamento de Ingeniería de Diseño y Fabricación, Área de Ingeniería de los Procesos de Fabricación

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: El objetivo principal de este Trabajo Fin de Grado es minimizar los errores de fabricación de varias impresoras 3D, de tecnología Modelado de Fusión por Deposición (FDM), muy utilizada en prototipado rápido en el sector industrial, empleando para ello un proceso de verificación volumétrica. Se han desarrollado los modelos cinemáticos correspondientes a tres modelos de impresoras 3D, para los cuales en la bibliografía especializada consultada no se han encontrado referencias. Para poder realizar la compensación de los errores de fabricación utilizando el modelo cinemático, se ha diseñado una pieza patrón con la que se puede obtener información acerca del funcionamiento de la impresora. Esta pieza patrón ha sido impresa con las tres impresoras utilizadas en este trabajo. A partir de la medición en la pieza patrón de un elevado número de puntos, mediante una máquina de medir por coordenadas, se pueden obtener los errores en la fabricación de la pieza. Conocidos los errores de fabricación, y empleando un proceso de optimización en el que se comparan los puntos medidos con las coordenadas nominales del CAD de esos mismos puntos, y utilizando polinomios de Legendre como funciones de error, se han obtenido los valores de los coeficientes de dichas funciones. Posteriormente, se ha realizado una compensación de los errores sobre el código CNC que define las trayectorias del extrusor. Se han calculado también los errores teóricos que se esperan obtener después de haber realizado el proceso de optimización. Una vez compensados los errores calculados inicialmente, se han impreso de nuevo las piezas patrón. Se ha realizado un segundo proceso de medición sobre las piezas corregidas y se han calculado los errores de fabricación. Por último, se han analizado los resultados obtenidos de esta verificación volumétrica. Se han comparado con los resultados obtenidos tanto en la medición de la pieza inicial como con los resultados teóricos esperados. También se ha realizado una comparación entre los errores obtenidos en las diferentes impresoras.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado