Extrusora de filamentos poliméricos

Abstract

En la actualidad, la tecnología de impresión 3D ha evolucionado exponencialmente como método para la fabricación de diversos tipos de piezas, tanto prototipos y piezas simples, como productos finales altamente técnicos tales como componentes biomédicos personalizados, piezas para la industria automotriz y aeronáutica, entre otros. La impresión 3D, también conocida como manufactura por adición, consiste en la fabricación de objetos físicos a partir de la deposición por capas de un filamento fundido de PLA, ABSu otro termoplástico, siguiendo un modelo digital previamente generado en un ordenador. Estos filamentos son producidos a través de un proceso de extrusión. Una extrusora es una máquina que permite la fabricación de filamentos al forzar el paso de un polímero termoplástico y/o material compuesto por una boquilla a temperatura elevada. Un termoplástico es un material que a cierta temperatura, se vuelve deformable o flexible,derritiéndose al calentarse y endureciéndose cuando se enfría lo suficiente. Los termopásti-cos se diferencian de los termoestables o termorrígidos (baquelita, goma vulcanizada, porejemplo) en que estos ´ultimos no funden al elevarlos a altas temperaturas, sino que sedegradan, siendo imposible volver a moldearlos. Los mecanismos más comunes de extrusión comprenden los basados en el uso de un tornillo sinfín, y los basados en el uso de un pistón. En el caso de la extrusión a tornillo, el mismo se encuentra en el interior de una camisa calefaccionada por zonas, produciendo el gradiente necesario para la correcta fundición del polímero. Luego, la rotación del tornillo permite comprimir el polímero fundido, permitiendo lograr la presión necesaria para que este pase a través de la boquilla. Este proceso es continuo y permite ir agregando material por medio de una tolva, lo cual es ideal cuando se requiere producir grandes cantidades de filamento. Por otro lado, las extrusoras a pistón, están constituidas por una camisa calefaccionada por la cual se desplaza un émbolo, el cual generará la presión necesaria para extruir el material por la boquilla cuando este alcance la temperatura de plastificación. Este mecanismo resulta ser el más adecuado cuando la cantidad de material a extruir es reducida, condición que se da en producciones de polímeros a baja escala desarrollados en laboratorio. Este proyecto aborda la construcción de un prototipo de extrusora a pistón, por requerimiento de la División Polímeros Biomédicos de INTEMA (Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (UNMdP-CONICET). Dicha máquina permitirá la producción de filamentos a partir de polímeros para uso médico, sintetizados en dicho laboratorio. Mail del autor Leandro Cesar Cristobal Lombardi <leandroccl3@hotmail.com>