Diseño y fabricación de una máquina inyectora de plástico con compresión neumática para reciclaje de PLA.
| dc.contributor.advisor | Medina Muñoz, Carlos Andrés | es |
| dc.contributor.advisor | González Monsalves, Daniel Alonso | es |
| dc.contributor.author | Segura Alarcón, Darío Nicolás | |
| dc.date.accessioned | 2024-11-18T18:20:39Z | |
| dc.date.available | 2024-11-18T18:20:39Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | Tesis presentada para optar al título de Ingeniero Civil Mecánico | |
| dc.description.abstract | La producción de biopolímeros es un tema que ha cobrado interés, debido a las ventajas que estos ofrecen frente a los plásticos de origen petroquímico. Uno de los biopolímeros con aumento en su demanda durante los últimos años, es el ácido poliláctico (PLA). Este se caracteriza por ser un material no tóxico, biodegradable compostable, con potencial de uso y beneficio ambiental, en comparación con los plásticos sintéticos. Debido a esto, el PLA es el material más comúnmente utilizado en el modelado por deposición fundida FDM comúnmente conocido como impresión 3D. Con la intensión de reciclar y reutilizar los desechos de PLA que deja la impresión 3D en el laboratorio de manufactura digital de la facultad de ingeniería de la Universidad de Concepción, nace la necesidad de diseñar y fabricar una máquina inyectora de PLA bajo la hipótesis de que se fomentará la adopción de prácticas más respetuosas con el medio ambiente en la industria del plástico, al demostrar la viabilidad de una fabricación sostenible de productos con valor añadido. La metodología implementada involucra una investigación exhaustiva sobre el reciclaje de PLA, así como sobre los procesos de inyección de plástico y el diseño de maquinaria específica para este propósito. Se establecen actividades detalladas que abarcan desde la selección de parámetros y diseño de prototipos en software hasta la identificación de materiales y herramientas necesarios para la construcción de la máquina. Se diseñó y fabricó una máquina inyectora de termoplásticos, preferentemente PLA, con una capacidad máxima de inyección de 100 gramos. Cuya configuración de trabajo es vertical y realiza la inyección con un cilindro neumático de doble efecto, el cual trabaja a una presión de inyección máxima de 8 bar (116 psi). La acción y retracción del émbolo de inyección se realiza por medio de una válvula de control de flujo de aire. El sistema de dosificación corresponde a una tolva prismática removible, y el sistema térmico posee un regulador de temperatura analógico capaz de mantener una temperatura constante en el cilindro de plastificación entre 30 y 400 °C durante el ciclo de operación. El sistema de cierre corresponde a una prensa plana de 4 pulgadas operada de forma manual. La máquina fabricada cumple con su objetivo principal de reciclar y reutilizar los desechos de PLA dejados por las impresoras 3D dándoles una nueva utilidad y valor a los mismos en función de las necesidades del laboratorio, además de promover prácticas más amigables con el medioambiente. | |
| dc.description.abstract | The production of biopolymers has gained interest due to the advantages they offer over petrochemical-based plastics. One of the biopolymers that has seen an increase in demand in recent years is polylactic acid (PLA). This material is characterized by being non-toxic, biodegradable, compostable, and offering environmental benefits compared to synthetic plastics. Because of this, PLA is the most commonly used material in Fused Deposition Modeling (FDM), commonly known as 3D printing. With the intention of recycling and reusing the PLA waste generated by 3D printing in the digital manufacturing lab of the Faculty of Engineering at the University of Concepción, the need arose to design and manufacture a PLA injection molding machine. The underlying hypothesis is that promoting the adoption of more environmentally friendly practices in the plastics industry can be achieved by demonstrating the viability of sustainable manufacturing of value-added products. The methodology implemented involves thorough research on PLA recycling, plastic injection processes, and the design of specific machinery for this purpose. Detailed activities are outlined, ranging from the selection of parameters and prototype design in software to the identification of materials and tools necessary for the machine's construction. A thermoplastics injection molding machine, primarily for PLA, was designed and manufactured with a maximum injection capacity of 100 grams. The machine operates with a vertical working configuration and performs the injection using a double-acting pneumatic cylinder, which operates at a maximum injection pressure of 8 bar (116 psi). The action and retraction of the injection plunger are controlled by an air flow control valve. The dosing system consists of a removable prismatic hopper, and the thermal system includes an analog temperature regulator capable of maintaining a constant temperature in the plastification cylinder between 30 and 400 °C during the operation cycle. The clamping system is a 4-inch flat press operated manually. The machine successfully meets its primary objective of recycling and reusing PLA waste generated by 3D printers, giving it new utility and value according to the lab’s needs, while also promoting more environmentally friendly practices. | en |
| dc.description.campus | Concepción | es |
| dc.description.departamento | Departamento de Ingeniería Mecánica | es |
| dc.description.facultad | Facultad de Ingeniería | es |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.udec.cl/handle/11594/9341 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Univesidad de Concepción | |
| dc.rights | CC BY-NC-ND 4.0 DEED Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Biopolímeros | |
| dc.subject | Reciclaje | |
| dc.subject | Plásticos Reciclaje | |
| dc.title | Diseño y fabricación de una máquina inyectora de plástico con compresión neumática para reciclaje de PLA. | |
| dc.type | Thesis |