Browsing by Author "Olea Coloma, Nelson Gabriel Eduardo"

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    Filamento 3D con Pet reciclado.
    (Universidad de Concepción, 2025) Olea Coloma, Nelson Gabriel Eduardo; Valin Fernández, Meylí
    La impresión 3D ha experimentado un notable crecimiento en los últimos años; sin embargo, los elevados costos de los filamentos comerciales y la acumulación de residuos plásticos, especialmente de botellas de PET, plantean desafíos económicos y ambientales. En este contexto, el presente trabajo tuvo como objetivo diseñar, construir y validar un prototipo de máquina capaz de transformar botellas de PET recicladas en filamento para impresión 3D, contribuyendo a la valorización de residuos y a la economía circular. La metodología contempló el diseño mecánico y la fabricación de los principales subsistemas corte de fibras, bloque calefactor, transmisión de potencia y bobinado junto con la selección de materiales de bajo costo y la integración de controles térmicos y de velocidad. Se realizaron pruebas de extrusión con fibras de diferentes espesores, impresión de probetas normalizadas y ensayos de tracción según la norma ASTM D638. Finalmente, se desarrolló una evaluación económica a partir de los costos de fabricación, estimación de la producción y comparación con alternativas comerciales. Los resultados experimentales mostraron que el filamento de rPET presenta propiedades mecánicas inferiores al PLA: resistencia media de 20,9 MPa y módulo de 1,5 GPa frente a 60,2 MPa y 12 GPa del PLA. No obstante, el rPET evidenció mayor deformación antes de la fractura (18,2 % en promedio), lo que lo convierte en una alternativa viable en aplicaciones donde la flexibilidad y la sostenibilidad sean prioritarias. Estos hallazgos se alinean con estudios recientes que reportan valores similares para filamentos reciclados, confirmando que, aunque no se cumple íntegramente la hipótesis inicial de alcanzar propiedades comparables a las de filamentos comerciales, el material conserva potencial de uso en contextos específicos. Se identificaron limitaciones críticas en el rPET relacionadas con su preparación previa (lavado, secado y control de humedad) y con la calidad interlaminar durante la impresión FDM, factores que condicionan tanto la homogeneidad del filamento como la repetibilidad de las piezas impresas. Estas limitaciones, descritas en la literatura, explican la dispersión observada en los resultados mecánicos y plantean la necesidad de optimizar los parámetros de procesamiento. Desde el punto de vista económico, el prototipo fue fabricado con un costo total de $128.650 CLP, cifra inferior al valor de equipos comerciales de$190.000 CLP. El costo de producción del filamento reciclado se estimó en $35 CLP por metro, lo que representa un ahorro respecto a los $45 CLP por metro del filamento PETG comercial. Además, los indicadores financieros (VAN positivo y TIR cercana al 20 %) evidencian la viabilidad del sistema en escenarios de pequeña escala. Se confirmó que el trabajo valida la factibilidad técnica y económica de producir filamento 3D a partir de botellas recicladas, aunque reconoce que el rPET no alcanza plenamente las propiedades mecánicas de filamentos comerciales como el PLA. La investigación resalta la importancia de mejorar las etapas de pretratamiento y sugiere como línea futura la incorporación de aditivos, mezclas poliméricas y una segunda máquina que permita unir los tramos extruidos para obtener filamentos continuos de calidad comercial. Estos avances permitirán fortalecer el aporte del rPET a la manufactura aditiva sostenible y a la economía circular.
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