Extrusor de botellas plásticas tipo PET reciclables para filamentos de impresoras 3D

Abstract

El propósito fundamental de este proyecto es la reutilización de los envases tipo PET (TEREFTALATO DE POLIETILENO), con el fin de producir filamentos para impresoras 3d, el polímero reciclado se presenta en una forma geométrica compacta y robusta, lo que dificulta su conversión directa al producto deseado. Para lograr la transformación eficiente, se implementaron diversas etapas. La etapa previa del procesamiento se clasifica, tritura y lava el plástico recolectado. Postulo a esta etapa se deposita el material triturado en la tolva de cebado, la resistencia eléctrica ejerce una transferencia de calor, fusionando las partículas de plásticos para ser impulsadas por el tornillo helicoidal y ser conformadas por la boquilla del extrusor. Este proyecto aborda el diseño de un sistema de control de estructura fija tipo PID. para regular la temperatura de un extrusor mecánico. La alimentación del sistema de potencia es una red monofásica la cual es controlada mediante un conversor de AC - DC y DC - AC en su etapa de control y sincronización a una frecuencia de 60 Hz. El extrusor esta especialmente diseñado para soportar diversas temperaturas, además el sistema debe soportar fuerza y presión sobre su estructura, debido a que el polímero está en composición viscosa, presentando dichos fenómenos físicos. La realización de las pruebas de funcionamiento y extrusión de filamentos se vio obstaculizada por una falla catastrófica en la interconexión mecánica que une la cámara, la tolva y el motorreductor. ABSTRACT The main purpose of this project is the reutilization of PET (Polyethylene Terephthalate) packaging, in order to produce filaments for 3D printers. The recycled polymer is presented in a compact and robust geometric form, which hinders its direct conversion into the desired product. To achieve efficient transformation, several stages were implemented. The preliminary stage of processing involves sorting, crushing, and washing the collected plastic. Subsequent to this stage, the crushed material is deposited into the feeding hopper, where electrical resistance generates heat transfer, fusing the plastic particles to be propelled by the helical screw and shaped by the extruder nozzle. This project addresses the design of a fixed-structure PID-type control system to regulate the temperature of a mechanical extruder. The power supply for the system is a single-phase network, which is controlled by an AC-DC and DC-AC converter in its control and synchronization stage, operating at a frequency of 60 Hz. The extruder is specifically designed to withstand various temperatures, and the system must withstand forces and pressures on its structure due to the polymer’s viscous composition, leading to these physical phenomena. The execution of performance tests and filament extrusion was hindered by a catastrophic failure in the mechanical interconnection that joins the chamber, the hopper, and the gear motor