Diseño, fabricación y validación de un molde para su empleo en la elaboración de brochetas mediante impresión 3D por deposición de fundido

Abstract

[ES] Actualmente la impresión 3D está ganando terreno en muchos ámbitos y está suponiendo una nueva revolución industrial al permitir reproducir cualquier figura que se pueda imaginar. En este Trabajo Fin de Máster, se plantea aplicar una de las tecnologías de prototipado rápido en el campo de la industria alimentaria. En particular, se propone diseñar y fabricar un molde mediante impresión 3D por deposición de hilo fundido destinado a la elaboración de productos congelados, concretamente, en la fabricación de brochetas de gambón. Los moldes deben fabricarse con un material adecuado para su utilización en la industria alimentaria, por lo que es importante seleccionarlo atendiendo a la normativa vigente de uso alimentario. El objetivo general será lograr un aumento de la eficiencia del proceso productivo respecto a los moldes tradicionales, a través de una mejora en el pinchado de la brocheta manteniendo un coste competitivo. Entre los objetivos particulares del trabajo se pretende:

o Diseño del molde en base a las especificaciones geométricas y variables del proceso. Se tendrá en cuenta la colocación manual de la materia prima en el molde, de tal forma que permita una mayor rapidez, comodidad y facilidad en el pinchado. o Selección del material para el molde atendiendo a la normativa de uso alimentario. o Construcción del molde mediante una impresora 3D por deposición de material fundido. o Estudio de implantación y viabilidad del molde en el proceso productivo. o Análisis comparativo de los resultados obtenidos, tanto teórica como experimentalmente respecto al proceso tradicional. Tras implantar la mejora propuesta en este TFM, se ha aumentado la productividad en la línea en un 60%, y se ha permitido extender el uso de la impresión 3D en la fabricación de otros moldes y otras piezas en la empresa.

[EN] Currently 3D printing is gaining ground in many areas and represents a new industrial revolution by allowing to reproduce any shape you can imagine. In this Master's Thesis, it is proposed to apply rapid prototyping technologies in the field of the food industry. In particular, it is aimed to design and manufacture a mould using 3D printing by deposition in melt which is intended for the production of frozen products, specifically, in the manufacture of shrimp skewers. The moulds must be made with suitable material for use in the food industry, so it is important to select it according to the current food use regulations. The main objective will be to achieve an increase in the efficiency of the production process with respect to traditional moulds, through the improvement in the skewer's puncture while maintaining a competitive cost. After implementing the improvement proposed in this TFM, productivity has been increased by 60% in the line, and it has been allowed to extend the use of 3D printing in the manufacture of other molds and other parts in the company.

[CAT/VA] Actualment la impressió 3D està guanyant terreny en molts àmbits i està suposant una nova revolució industrial en permetre reproduir qualsevol figura que es pugui imaginar. En aquest Treball Fi de Màster, es planteja aplicar les tecnologies de prototipatge ràpid en el camp de la indústria alimentària. En particular, es proposa dissenyar i fabricar un motlle mitjançant impressió 3D per deposició en fos destinat a l'elaboració de productes congelats, concretament, en la fabricació de broquetes de gambot. Els motlles han de estar fabricats amb un material adequat per a la seva utilització en la indústria alimentària, per la qual cosa és important seleccionar-lo atenent a la normativa vigent d'ús alimentari. L'objectiu general serà aconseguir un augment de l'eficiència del procés productiu respecte als motlles tradicionals, a través d'una millora en el punxat de la broqueta mantenint un cost competitiu. Després d'implantar la millora proposada en este TFM, s'ha augmentat la productivitat en la línia en un 60%, i s'ha permès estendre l'ús de la impressió 3D en la fabricació d'altres motles i altres peces en l'empresa.