Diseño y desarrollo de una estación modular de reciclaje de botellas de PET para la obtención de filamento termoplástico para impresión 3D

Abstract

[ES] El principal objetivo del Trabajo de Fin de Grado propuesto es el diseño y desarrollo de una estación modular de reciclaje de botellas de polietilén tereftalato (PET) para la obtención de monofilamento apto para impresión 3D mediante fused deposition modeling (FDM), con una elevada tolerancia dimensional. La propuesta viene motivada por el creciente uso de las tecnologías de FDM en fabricación aditiva, y su amplia implementación a nivel de usuario. Esta propuesta pretende abordar la reducción del coste del material para impresión 3D a nivel de usuario, fundamentalmente de tipo polietilén tereftalato (PET), sometiendo a las botellas a un proceso de corte en tiras, y su acoplamiento a una boquilla extrusora con control de temperatura, y posterior enrollamiento del filamento obtenido, que sea capaz de proporcionar un filamento de diámetro 1.75 mm, con una tolerancia de +-0.02 mm. Esta propuesta también ofrece una fuerte connotación social y medioambiental en tanto en cuanto propone la revalorización de las botellas de PET desechadas, en la fabricación de filamento apto para impresión 3D. A nivel técnico, la propuesta plantea el desarrollo de módulos independientes acoplables a una estación modular para un aprovechamiento integral de los residuos de botellas de PET. Se contempla el diseño y optimización de los subsistemas térmico, de guiado, de pultrusión, de pigmentación, de corte, y de unión de filamentos.

[EN] The main objective of the proposed Final Degree Project is the design and development of a modular recycling station for polyethylene terephthalate (PET) bottles to obtain monofilament suitable for 3D printing using fused deposition modeling (FDM), with high dimensional tolerance. The proposal is motivated by the growing use of FDM technologies in additive manufacturing and their widespread implementation at the user level. This proposal aims to address the reduction of material costs for 3D printing at the user level, primarily polyethylene terephthalate (PET), by subjecting bottles to a strip cutting process, coupling them to an extruder nozzle with temperature control, and subsequently winding the obtained filament, capable of providing a filament with a diameter of 1.75 mm, with a tolerance of +0.02 mm. This proposal also offers a strong social and environmental connotation as it proposes the revalorization of discarded PET bottles in the manufacture of filament suitable for 3D printing. At a technical level, the proposal involves the development of independent modules that can be coupled to a modular station for the comprehensive utilization of PET bottle waste. The design and optimization of the thermal, guiding, pultrusion, pigmentation, cutting, and filament joining subsystems are contemplated.