Título: Desarrollo de un sistema de extrusión de tintas cerámicas para impresión 3D mediante Robocasting
Autor/a: Javier Alférez González
TCUE CURSO 2022-2023
Tutor/a Académico/a: Fidel Hugo Perera MartínezArmando González Muñoz
Colaboradores: BEDOSBE DEPÓSITO DENTAL S.L.
Esta
en
Plan TCUE 2021-2023,
en el marco de un programa operativo cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y la Junta de Castilla y León
actuación se encuadra
el
y ha sido seleccionada
CURSO 2022-2023
Sistema de extrusión controlado por computadora para tintas biocerámicas
Alto coste de los equipos de impresión utilizados en las técnicas de Robocasting
Dotar a impresoras 3D convencionales de la capacidad de fabricación de implantes biomiméticos
Esta actuación se encuadra en el Plan TCUE 2021-2023, y ha sido seleccionada en el marco de un programa operativo cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y la Junta de Castilla y León
INTRODUCCI
•
•
CURSO 2022-2023
ÓN
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Impresión
3D: Robocasting
Extrusión capa por capa de material
Sinterizanción
Modificación de los parámetros de extrusión (propiedades deseadas)
Prótesis óseas artificiales bioactivas, piezas cerámicas de formas complejas, etc.
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Planteamient o: Boceto
• Transformación movimiento giratoriomovimiento rectilíneo
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Reductora: movimiento con un par mayor y más controlado
• Tuerca-Husillo
• Pistón • Tuerca de unión-Vástago
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CURSO 2022-2023
CURSO 2022-2023
Reductor planetario
→
• Una vuelta del motor (200 pasos) → 3 mm (bajaría)
X (pasos necesito) ← Si bajo h (mm)
REDUCCIÓN EMPLEADA 5:1
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Condiciones número de dientes engranaje planetario
1º) Mismo módulo
2º) C = 2 × P + S
3º)La relación de transmisión sigue la siguiente fórmula:
(C + S) × = C × + × S
4º) Para que los planetas estén equidistantes y se ajusten al siguiente diente simultáneamente:
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→ → → C = 2 × P + S → 48 = 2 × P + 12 → P=18 dientes / → CUMPLEN
Normas ANSI/AGMA: FLEXIÓN Y CONTACTO
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•Acero AISI 4140 que posee las siguientes
características:
• Módulo de elasticidad: E = 210 · MPa.
• Resistencia a la fluencia: Sy =1640 MPa.
FLEXIÓN CONTACTO
• Resistencia a la tensión: Su =1770 MPa.
Ancho de cara 6 mm
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ESFUERZO DE FLEXIÓN σ (MPa) 25.8 ESFUERZO DE FLEXIÓN PERMISIBLE σperm (MPa) 152 ESFUERZO DE CONTACTO σc (MPa) 416.87 ESFUERZO DE CONTACTO PERMISIBLE σc (MPa) 556.75
RESULTADOS: Engranaje (Sol)
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(Planetas) ESFUERZO DE FLEXIÓN σ (MPa) 32.96 ESFUERZO DE FLEXIÓN PERMISIBLE σperm (MPa) 152 ESFUERZO DE CONTACTO σc (MPa) 416.87 ESFUERZO DE CONTACTO PERMISIBLE σc (MPa) 562.61
RESULTADOS: Engranaje
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(Corona) ESFUERZO DE FLEXIÓN σ (MPa) 10.93 ESFUERZO DE FLEXIÓN PERMISIBLE σperm (MPa) 155.13 ESFUERZO DE CONTACTO σc (MPa) 283.01 ESFUERZO DE CONTACTO PERMISIBLE σc (MPa) 574.33
RESULTADOS: Engranaje
Diseño piezas y ensamblaje:
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CURSO
PISTÓN PLATO NEMA CORONA SOL PLANETAS
Reductora
PORTAPLANETAS
Diseño piezas y ensamblaje: Reductora
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REDUCTORA
CARCASA REDUCTORA ENSAMBLAJE
Diseño piezas y ensamblaje: Pistón
CAJA DE UNIÓN REDUCTORAPISTÓN
GUÍAS LINEALES
ACOPLADOR TUERCAHUSILLO
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CURSO 2022-2023
Diseño piezas y ensamblaje: Pistón
PISTÓN
PLACAS UNIÓN PISTÓN-
GUÍAS LINEALES
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Diseño piezas y ensamblaje: Pistón
PIEZAS CON ALOJAMIENTO
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PARA RODAMIENTOS TUBO
Diseño piezas y ensamblaje: Vástago
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CURSO 2022-2023
ÉMBOLO VÁSTAGO
TUERCA DE UNIÓN
Diseño piezas y ensamblaje: Jeringa
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CURSO 2022-2023
JERINGA
SUJECCIÓN
CAMISA PIEZAS LUER
CAMISA
PIEZA
DE LA
Diseño piezas y ensamblaje: Extrusión
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PLACAS NUEVO EXTRUSOR
Diseño piezas y ensamblaje: Prototipo final
UNIÓN EXTRUSOR-IMPRESORA 3D UNIÓN EXTRUSOR-PLACA ALUMINIO
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CURSO 2022-2023
Fabricación tinta biocerámica
CURSO 2022-2023
MEZCLA EN UN RECIPIENTE DE PLÁSTICO CON AGUA DESTILADA
AGREGAR POLYETHYLENIMINE COMO FLOCULANTE Y DILUIR CON AGUA SI FUERA NECESARIO
DISPERSANTE PARA EVITAR GRUMOS
METHOCEL PARA AUMENTAR VISCOSIDAD Y CENTRIFUGAR A 700 rpm(7 min.)
POLVOS DE FOSFATO TRICÁLCICO BETA Y BOLAS DE ZIRCONIA
CENTRIFUGADORA: 2000 rpm(20 s)
700 rpm (7 min.)
Esta
en el Plan TCUE 2021-2023,
seleccionada en el marco de un programa operativo
Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y la Junta de Castilla y León
actuación se encuadra
y ha sido
cofinanciado por el Fondo
Plan de negocio (TCUE): Clientes
Dentistas
Empresas de impresoras 3D
CLIENTES
Hospitales
Empresas que realizan implantes dentales y prótesis óseas
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Plan de negocio (TCUE): Competidores
Empresas que fabrican extrusores de tintas biocerámicas
Empresas de impresoras 3D
COMPETIDORES
Empresas que fabrican impresoras 3D y tintas biocerámicas
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2022-2023
CURSO
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Inyector de tintas biocerámicas como accesorio para empresas de impresoras 3D 70 € Accesorio para empresas que ya fabrican implantes 70 € Producto autónomo “low cost” para dentistas y hospitales 70 € Servicio de capacitación técnica en el uso de impresoras 3D y accesorios especializados 50 € 140 € 80 € PRECIO MARGEN DE BENEFICIO 140 € 290 €
Plan de negocio (TCUE): Productos/Servicios
Plan de negocio (TCUE): Cuenta de explotación previsional
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2022-2023
CURSO
AÑO 1 AÑO 2 AÑO 3 AÑO 4 AÑO 5 500,000 550,000 600,000 650,000 700,000 750,000 800,000 850,000 900,000 950,000 1,000,000
de explotación previsional Ingresos Gastos
Cuenta
Diseño y fabricación de un sistema de extrusión de tintas biocerámicas de bajo coste
Prototipos a un precio muy competitivo (Creación de una empresa)
Fabricación de implantes biomiméticos “low cost”
Desarrollo de una de las líneas de investigación del reconocido grupo de investigación I-DEA
Esta actuación se encuadra en el Plan TCUE 2021-2023, y ha sido seleccionada en el marco de un programa operativo cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) y la Junta de Castilla y León CONCLUSIONES
