Ingeniero Civil Mecánico / Actualmente existen equipos de extrusión de escritorio que producen filamento, pero trabajan sobrecalentando el material. En general los plásticos están destinados sólo a un ciclo térmico, por lo que no existe preocupación por la degradación producida en los plásticos a raíz de temperaturas excesivas. El propósito general de este trabajo consiste en diseñar una máquina capaz de tratar materiales termoplásticos disminuyendo su degradación, para generar a partir de éstos, un filamento útil para impresoras 3D FDM. Para lo anterior se estudia el comportamiento de una extrusora previamente diseñada y partes fabricadas, para luego definir la geometría general y las variables de diseño adecuadas para representar convenientemente un calefactor para extrusión de filamento. Una vez definida la forma general del calefactor, se modela a partir de diferencias finitas su campo de temperaturas en operación. Para lograr la solución de las ecuaciones desarrolladas, se programó una aplicación computacional en lenguaje Java, permitiendo su fácil utilización en la mayoría de los sistemas operativos existentes, desplegando la solución del problema sin un equipo computacional avanzado. Este programa resuelve un calefactor específico, con medidas, materiales y estado de operación particular, entregando el campo de temperaturas de todo el equipo. Posteriormente, se definieron variables de desempeño e índices de desempeño que caracterizan un calefactor en particular y su estado de operación, permitiendo su comparación frente a otros equipos y escenarios. Los índices de desempeño y el programa previamente desarrollado, se utilizaron para crear una nueva aplicación computacional que modifica variables de diseño y mide desempeño de las variaciones. Con esto, se estudiaron todas las variables geométricas que influyen en la creación del calefactor, para así, definir la forma final del equipo a través de la optimización de dichas variables. Se finaliza el trabajo con un diseño sencillo, de fácil construcción y optimizado, capaz de trabajar con distintos materiales termoplásticos. Para ello, se utilizan los mismos programas desarrollados para la optimización del diseño, para perfeccionar el funcionamiento para un material en específico.

Ingeniero Civil Mecánico / La tecnología de impresión 3D en los últimos años ha tomado un notable impulso, abarcando un amplio espectro de rubros. En particular, esta memoria se concentra en la aplicación de esta tecnología en el área de la construcción, específicamente en la impresión 3D por extrusión de hormigón. Debido a la complejidad inherente en la tecnología, esta memoria se adscribe a la iniciativa Beauchef Proyecta de financiar proyectos multidisciplinarios innovadores y desafiantes. Particularmente este proyecto comprende la inclusión de alumnos de Ingeniería Civil y Computación. Este proyecto comprende el diseño y construcción de un prototipo de impresora 3D de hormigón, con el fin de realizar las probetas requeridas para el estudio y ensayos de concretos aptos para la impresión 3D. Se decidió realizar un prototipo para preparación de probetas, debido a que el estudio de las propiedades de los concretos aptos para impresión 3D a mayor escala se encuentra aún en desarrollo. La impresora 3D diseñada, bautizada Hefesto 3D, corresponde a un modelo cuyo desplazamiento es del tipo cartesiano, el cual posee un extrusor para concreto en su cabezal principal, que está compuesto por un tornillo de Arquímedes. Esta configuración fue seleccionada por su facilidad de construcción y robustez requerida para la deposición del concreto. La impresora tiene un volumen útil de 800x800x600mm con el cual se pueden preparar distintas figuras de probetas para el estudio de concreto idóneos para impresión 3D. Como prototipo se logró un diseño que cumple con el requerimiento funcional planteado inicialmente, se realizaron algunas dos pruebas de impresión 3D de concreto. Estas pruebas determinaron que la funcionalidad de la impresora se logra, sin embargo se encontraron varios resultados para la optimización y mejoras de la impresora 3D, discutidos en este reporte. Se realizan pruebas de funcionamiento con una sola fórmula de concreto. Finalmente, cabe señalar que esta impresora es sólo un punto de partida para una serie de proyectos de investigación tanto en la disciplina civil, mecánica y computación. Desde el área civil, se pueden investigar una serie de parámetros del concreto. En la disciplina mecánica, investigar mejoras de diseño, componentes, materiales y creación de nuevos equipos de apoyo a la impresora 3D, como el bombeo del material.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Mecánica / Actualmente las herramientas de fabricación están limitadas a producir objetos cuyas dimensiones no sobrepasen los límites de su volumen de manufactura. En el caso de las impresoras 3D la relación entre el volumen de manufactura y el tamaño de la máquina se aproxima a la unidad debido a su principio de funcionamiento. Lipson comenta en su libro Fabricated que es posible aumentar esta relación al infinito si es que la impresora 3D se acopla a un mecanismo que se mueva libremente por el espacio. En el presente trabajo se relata el proceso de desarrollo y caracterización de Koala 3D, una impresora 3D móvil que es capaz de fabricar objetos de mayor tamaño que su propia altura. Esto lo hace gracias a que continuamente modifica la posición de su volumen de manufactura al trepar la pieza (estructura) que va imprimiendo en paralelo. El desarrollo de Koala 3D se hizo dividiendo el prototipo en dos subconjuntos: una impresora 3D y un robot trepador. Para el diseño de la parte impresora se basó en modelos que funcionan mediante el método de modelado por deposición fundida e innovándose en el mecanismo que posiciona el material sobre el área de manufactura. La parte trepadora se diseñó procurando que se moviera con precisión a lo largo de la estructura impresa y que fuera capaz de soportar largas sesiones de manufactura. Para el control del prototipo se emplearon plataformas y programas dedicados al rubro de la impresión 3D que se utilizan ampliamente en comunidades hágalos-usted-mismo . El hardware Ramps 1.4 fue capaz de operar ambas partes a pesar de no estar diseñada para el control de un robot trepador o móvil. El firmware Marlin cargado en el controlador de la máquina facilitó la interacción entre el usuario y el prototipo mediante la utilización del código máquina. Luego de fabricados y calibrados los distintos mecanismos del sistema se finalizó el trabajo caracterizando y estudiando el desempeño del prototipo. La energía consumida y la calidad de los objetos manufacturados fueron similares a impresoras de escritorio utilizadas en la actualidad. También se estudiaron las oscilaciones del sistema al manufacturar una pieza estandarizada, analizando las implicancias del diseño en este fenómeno y dando recomendaciones para trabajos futuros.

El presente trabajo de investigación propone un plan de marketing para el lanzamiento de un nuevo servicio de la empresa Ricoh del Perú S.A.C., proveedor líder en productos y servicios tecnológicos para oficina, incluyendo productos multifuncionales blanco y negro, como copiadoras, impresoras, sistemas de fax, escáners, duplicadoras digitales, copiadoras de formato amplio, y cámaras digitales. Ricoh del Perú S.A.C. El servicio propuesto consiste en la implementación y mantenimiento de Centros de Innovación 3D para las universidades, institutos y colegio, y satisfacerá la necesidad de los alumnos de las carreras de Arquitectura, Ingeniería Industrial, Diseño, Medicina, Artes, y Ciencia y Tecnología, de materializar sus ideas, creando prototipos de sus proyectos; así alumnos y profesores podrían acceder a un área de laboratorios 3D de última generación, equipados con infraestructura y personal capacitado en una nueva experiencia de enseñanza, que les permita aumentar su nivel de conocimientos y de creatividad. El éxito comercial de los Centros de Innovación 3D de Ricoh está basado en la siguiente propuesta de valor: innovación constante y la excelencia del servicio (última tecnología, rapidez y calidad), se buscará que la empresa sea el socio tecnológico preferido de universidades, institutos y colegios, con el fin de apoyarlos, brindando la mejor tecnología e innovación a sus estudiantes. Con el lanzamiento inicial se dará a conocer el servicio y sus beneficios, para luego realizar demostraciones que permitan a los usuarios probarlo y, posteriormente, adquirirlo, logrando las ventas y rentabilidad estimadas.

[ES] Los métodos de fabricación con tecnologías de escritorio, siendo la más reconocida la impresión 3D, han venido evolucionando rápidamente en los últimos años, haciendo que la tecnología se vuelva más accesible y tenga más aplicaciones gracias a entusiastas de la cultura "maker", siendo un campo que continúa desarrollándose y que se encuentra en un punto crucial para construir grandes proyectos con pocos recursos, al tener posibilidades infinitas de exploración. Esta tesis pretende mostrar a los lectores una aplicación exitosa de este ecosistema de creación basado en diseño, gestión y fabricación, así como su viabilidad y pertinencia aplicada en el campo de la enseñanza en áreas de la salud. Específicamente en el desarrollo de simuladores con una mayor empatía emocional con los estudiantes, un mayor nivel de detalle anatómico en relación a la morfología y texturas de los pacientes reales, apoyados en las técnicas de modelado escultórico 3D. Siendo las tecnologías en diseño y fabricación digital, unas herramientas importantes para la personalización de modelos anatómicos y simuladores según el requerimiento de cada especialista y tipología de paciente, satisfaciendo las crecientes demandas de atención médica al proporcionar dispositivos de formación médica personalizada basados en las necesidades individuales. Se presenta el flujo de trabajo para el diseño y la fabricación de órganos y/o simuladores utilizando diferentes tecnologías de uso común entre profesionales del diseño, con el fin de transmitir una experiencia de cómo abordar e integrar diferentes profesiones en trabajos basados en la gestión de proyectos de base tecnológica en una institución Universitaria. / [CA] Els mètodes de fabricació amb tecnologies d'escriptori, sent la més reconeguda la impressió 3D, han vingut evolucionant ràpidament en els darrers anys, fent que la tecnologia es torni més accessible i tingui més aplicacions gràcies a entusiastes de la cultura maker, sent un camp que continua desenvolupant-se i que es troba en un punt crucial per construir grans projectes amb pocs recursos, en tenir possibilitats infinites d'exploració. Aquesta tesi pretén mostrar als lectors una aplicació reeixida d'aquest ecosistema de creació basat en disseny, gestió i fabricació, així com la seva viabilitat i pertinència aplicada en el camp d'ensenyament en àrees de la salut. Específicament en el desenvolupament de simuladors amb una major empatia emocional amb els estudiants, un major nivell de detall anatòmic en relació a la morfologia i textures dels pacients reals recolzats en les tècniques de modelatge escultòric 3D. Sent les tecnologies en disseny i fabricació digital, unes eines importants per a la personalització de models anatòmics i simuladors segons la necessitat de cada especialista i tipologia de pacient, satisfent les creixents demandes d'atenció mèdica en proporcionar dispositius de formació mèdica personalitzada basats en les necessitats individuals. Es presenta el flux de treball pel disseny i la fabricació d'òrgans i / o simuladors utilitzant diferents tecnologies d'ús comú entre professionals del disseny, per tal de transmetre una experiència de com abordar i integrar diferents professions en treballs basats en la gestió de projectes de base tecnològica en una institució universitária. / [EN] The manufacturing methods with desktop technologies have been evolving rapidly in the last years, making technology more accessible and with more applications thanks to the culture maker enthusiasts, being a field that is in continue development and is at a crucial point to build big projects with few resources having infinite exploration possibilities. This thesis aims to show readers a successful application of this creation ecosystem based on design, management and manufacturing, as well as its viability and relevance applied in the field of education in health areas. Specifically in simulators development with greater emotional empathy with the students, a greater level of anatomical detail in relation to the morphology and textures of the real patients supported in 3D sculptural modeling techniques. Being the digital design and manufacturing technologies important tools for the customization of anatomical models and simulators according to the need of each specialist and patient type, satisfying the growing demands of medical care by providing personalized medical training devices based on individual needs. The workflow for organs design and manufacture and / or simulators is presented using different technologies commonly used by design professionals, in order to transmit an experience of how to approach and integrate different professions in projects based on project management of technological base in a University institution. / Como profesor de tiempo completo de la Universidad El Bosque (UEB) en Bogotá, y adicionalmente, firmado un contrato de patrocinio del doctorado en curso en la Universitat Politècnica de Valencia, la titularidad de la investigación le pertenece a la UEB. / Ávila Forero, JS. (2019). Implementación de tecnologías de diseño y fabricación digital aplicadas en la enseñanza de anatomía. Caso Estudio: Universidad El Bosque de Bogotá [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/122294

Magíster en Ciencias de la Ingeniería - Mención Mecánica / La impresión 3D es una tecnología de manufactura aditiva que ha revolucionado la industria, debido a todas sus bondades y ventajas que posee con relación a la manufactura convencional, ventajas como la facilidad de fabricar objetos sin restricción de forma, variedad de materia prima, bajo costo de producción, optimización del tiempo de producción, etcétera. Una desventaja que poseen las impresoras 3D convencionales, es que su volumen de impresión está limitado por la estructura de la máquina, pudiendo fabricar partes casi tan grandes como la misma máquina pero no mayor a esta. Este trabajo de tesis tiene como principal objetivo desarrollar una máquina de manufactura aditiva, que posea la capacidad de desplazarse verticalmente y sin restricción por una columna de sección cuadrada fabricada continuamente por la misma máquina, utilizando como materia prima un filamento de PLA. El diseño propuesto para el desarrollo de la máquina podrá fabricar estructuras más grandes que la misma máquina, logrando de esta manera superar el problema que poseen las impresoras convencionales con relación a su volumen de trabajo limitado. La máquina utiliza para el desplazamiento vertical el mecanismo piñón-cremallera, que consiste en fabricar una cremallera en una cara de la columna, la cual sirve para que el piñón motriz que se encuentra ensamblado a la estructura del mecanismo de impresión, pueda engranar en la misma y genere el desplazamiento de la máquina. El movimiento del eje X-Y es generado mediante el uso de un tornillo sin fin. La máquina es compacta y de fácil de manejo, se desplaza de manera continua sobre la columna. Los mecanismos de cada eje funcionan correctamente y sin problemas. La velocidad establecida como nominal para el funcionamiento de los ejes de impresión es de 50 mm/s para el perímetro y 20 mm/s para el relleno, a una resolución de 0.30 mm, obteniendo una rugosidad superficial de 33.42 µm.

Ingeniero Civil Mecánico / La cantidad de personas que se han tenido que someter a una operación de amputación ha crecido en la última década y se proyecta que siga creciendo. Los costos de una prótesis comercial que permite al sujeto volver a sus actividades normales son muy altos para una gran porción del público que las necesitan. Otras soluciones, como usar muletas, no proveen la suficiente funcionalidad al paciente, quien debe compensar estas deficiencias con otros movimientos. El objetivo del trabajo realizado es concebir una prótesis de pierna para aquellos amputados que posean una amputación a nivel de tibia, o transtibial y que ésta sea de un costo/vida útil conveniente. Para el cumplimiento de este objetivo se identifican cuatro fases clave: Primero, diseñar y optimizar una tibia que provea soporte estructural al peso del usuario, siendo el método independiente del paciente; segundo, diseñar un pie que permita dorsiflexión plantar, inversión y eversión de tobillo, dándole al usuario un buen rango de movimiento y estabilidad en la articulación; tercero, modelar la respuesta estática y de resistencia a la fatiga, debido a los esfuerzos cíclicos a los que se ve expuesta cada pieza; Por último, hacer una evaluación económica y análisis de influencia de partidas para la producción de un único prototipo. Se diseña una prótesis a partir de placas de polioximetileno cortadas con waterjet y Nylon12 impreso en 3D, con un costo total de 173,500 pesos y un costo anual de 77,400 pesos por concepto de reemplazo de piezas. En este trabajo también se proponen mejoras a los algoritmos desarrollados, así como mejoras posibles al diseño general y procesos de manufactura involucrados en la prótesis concebida. Esto con miras a una segunda iteración en el diseño.

Ingeniero Civil / La impresión 3D es una tecnología que está revolucionando la fabricación de muchos productos, procesos y servicios, mostrando su potencial en una amplia gama de disciplinas, incluso en el mundo de la ingeniería Civil y Construcción. El proceso de impresión 3D se basa considerando el material, la forma o geometría del elemento, las fuerzas que son aplicadas y la técnica o estrategia de impresión. Estos principales componentes están estrechamente relacionados y conectados, pero las relaciones son generalmente desconocidas. Este trabajo de título contempla sólo el estudio del material de impresión, en particular, el hormigón. Este material tiene una serie de características particulares que debe cumplir para que pueda usarse en una máquina de impresión 3D. El hormigón de impresión tiene que tener la capacidad de ser transportado y extruido en una máquina, para luego, ser capaz de construirse en capas con una calidad, unión y resistencia aceptable. Por tal razón, se estableció que las propiedades críticas en estado fresco de una mezcla de impresión son: la extrudabilidad, calidad de extrusión, trabajabilidad, tiempo abierto y edificabilidad. Con el propósito de encontrar una mezcla óptima para imprimir, se proponen una serie de ensayos experimentales de cada una de las propiedades en estado fresco, que se realizarán en una máquina de pruebas construida en paralelo a este trabajo. Además, se entregan una serie de antecedentes de una mezcla de impresión, en cuanto a sus componentes, características, influencia en las propiedades críticas, entre otros. Finalmente, se propone un protocolo de ensayos para encontrar la mezcla óptima.

La moda se mantiene en un cambio constante debido al entorno. Cada temporada los diseñadores crean colecciones y proponen nuevas tendencias que buscan responder las exigencias del público. A lo largo de los años, se ha notado un incremento significativo en el uso de la tecnología por parte de las personas. Es por ello que las nuevas tecnologías se han comenzado a fusionar con el indumento tradicional. En los últimos años, los diseñadores están cada vez más dispuestos a optar por este tipo de técnicas en sus colecciones. Pese a esto, aún se desconoce cómo es que la impresión 3D ha impactado en la industria de la moda en nuestro país. Por consiguiente, la presente investigación tiene como fin responder la siguiente pregunta: ¿Cuál es el impacto de la impresión 3D en la moda en Lima entre el 2016 y 2020? Para resolverlo, se debe conocer el desarrollo de esta tecnología y su definición de manera detallada. De igual manera, se busca describir cómo se aplica la impresión 3D en la moda en Lima. Para ello, se entrevistarán a 8 diseñadores peruanos que han realizado colecciones de moda utilizando esta tecnología. Para esta investigación se utilizará el método cualitativo con enfoque fenomenológico. Dicha información se obtendrá mediante entrevistas semiestructuradas con preguntas abiertas. Cabe mencionar que la presente investigación aportará un punto de partida como fuente de estudio para diversos proyectos académicos. / Fashion is constantly changing due to the environment. Each season designers create collections and propose new trends that seek to meet the demands of the public. Over the years, there has been a significant increase in the use of technology by people. That is why new technologies have begun to merge with traditional clothing. In recent years, designers are increasingly willing to opt for this type of technique in their collections. Despite this, it is still unknown how 3D printing has impacted the fashion industry in our country. Therefore, this research aims to answer the following question: What is the impact of 3D printing on fashion in Lima between 2016 and 2020? To solve it, you must know the development of this technology and its definition in detail. In the same way, it seeks to describe how 3D printing is applied in fashion in Lima. To do this, 8 Peruvian designers who have made fashion collections using this technology will be interviewed. For this research, the qualitative method with a phenomenological approach will be used. This information will be obtained through semi-structured interviews with open questions. It is worth mentioning that this research will provide a starting point as a source of study for various academic projects.

Esta tesis consiste en la implementación de la tecnología de impresión 30 como una herramienta para el diseño y fabricación de soportes monolíticos que mejoran las prestaciones de los soportes convencionales. En un primer enfoque se ha empleado la estereolitografía (impresión 30) para la preparación directa de estructuras monolíticas de resina polimérica. Estos monolitos poliméricos con diferentes diseños geométricos se han empleado como soporte de la fase activa Cu0/Ce02 y su rendimiento fue estudiado en la reacción de oxidación preferencial de C0 (C0-Prüx). Un segundo enfoque ha consistido en la preparación de plantillas (moldes) mediante la tecnología de impresión 30 de modelado por deposición fundida, las cuales junto con un procedimiento de síntesis de hidrogeles de resorcinol y formaldehído han permitido obtener estructuras monolíticas de carbón con diferentes configuraciones geométricas de sus canales y una porosidad definida por las condiciones de síntesis. Estos monolitos de carbón se han empleado con éxito como soportes de las fases activas Cu0/Ce02 y Ni/Ce02, y su rendimiento catalítico fue estudiado en la reacción C0-Prüx y la reacción de metanación de C02, respectivamente.