Diseño e implementación de extrusor para impresión 3D de chocolate

Abstract

El estudio fue propuesto con la finalidad de obtener un prototipo de extrusor capaz de imprimir figuras 3D de chocolate cumpliendo con los requerimientos de diseño y normativas propias en la fabricación de maquinaria para la industria de alimentos. Se inició realizando una investigación sobre las características físicas y reológicas del chocolate, así como de tecnologías existentes en la impresión del mismo. En base a los fundamentos teóricos, se realizó un diseño mecánico de los componentes que formaron parte del extrusor. La tecnología seleccionada es conocida como ChocALM y utiliza un tornillo extrusor. Las dimensiones del mecanismo fueron seleccionadas de forma que puedan reemplazar el extrusor de plástico de la Anet A6, una de las principales impresoras Reprap. A continuación, se realizó la selección de componentes eléctricos y electrónicos; que se encargan de mover el mecanismo de deposición de chocolate, así como mantener la temperatura del mismo a 32°C. Luego, se construyó el prototipo con el cual se realizaron pruebas enfocadas a demostrar el cumplimiento del alcance y calidad dimensional de las figuras impresas. Con esta información, se concluyó que el extrusor fue capaz de imprimir piezas en 3D con diferentes tipos de chocolate de forma satisfactoria. Además, se obtuvo una definición elevada en figuras de una altura no superior a 1mm, las cuales presentaron un error dimensional menor al 2% en relación al dibujo en CAD. Por otro lado, para figuras de mayor altura y complejidad este error dimensional aumentó; aunque no resulta un problema mayor ya que la diferencia en el peor resultado fue de 3.6mm. Para finalizar, se comprobó la altura máxima a la cual podía imprimirse obteniendo como mejor resultado 82.1mm.