REVISIÓN SISTEMÁTICA

 UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA DE LIMA SUR

FACULTA DE INGENIERÍA Y GESTIÓN

CARRERA INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA

TRABAJO GRUPAL:

Revisión sistemática

DOCENTE:

Mestanza Tejada Maritza Yovany

INTEGRANTES:

- Adrian Santiago Ruiz Velarde

- Eduardo Atahua Pérez

- Angel Arturo Franco Ramos

- Vargas Ferrer Andres Gonzalo

CICLO ACADÉMICO

II CICLO

LIMA – PERÚ – 2024 

DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN 3D PARA COMPONENTES MECÁNICOS Y ELECTRÓNICOS COMPLEJOS

-

(DEVELOPMENT OF 3D PRINTING TECHNOLOGIES FOR COMPLEX MECHANICAL AND ELECTRONIC COMPONENTS)

AUTORES:

• Autor 1:

ADRIAN SANTIAGO RUIZ VELARDE

UNIVERSODAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR

2412010888@untels.edu.pe

• Autor 2:

EDUARDO ATAHUA PÉREZ

UNIVERSODAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR

2322110165@untels.edu.pe

• Autor 3:

ANGEL ARTURO FRANCO RAMOS

UNIVERSODAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR

2412010997@untels.edu.pe

• Autor 4:

VARGAS FERRER ANDRES GONZALO

UNIVERSODAD NACIONAL TECNOLOGICA DE LIMA SUR

2322010374@untels.edu.pe

 

RESUMEN:

La presente investigación titulada “DESARROLLO DE TECNOLOGÍAS DE IMPRESIÓN 3D PARA COMPONENTES MECÁNICOS Y ELECTRÓNICOS COMPLEJOS”, esta investigación que se relaciona con las impresiones 3D tiene una finalidad el cual se toma como objetivo explorar e investigar tesis o artículos, en donde se estudien métodos innovadores de impresiones 3D en los cuales se permitan mejorar la integración de diversos materiales los cuales se utilizaran en la fabricación de estas piezas mecánicas y eléctricas, y también busca material el cual nos informe sobro como mejoraría la calidad de estos componentes ya sean mecánicos, eléctricos o electrónicos complejos, asegurando la conformidad con las normativas aplicables y promoviendo la practicas sostenibles en el proceso de fabricación y finalmente dando a entender de como este impactaría en distintas áreas como la ingeniería mecánica eléctrica, la implementación de prótesis, también se buscara información sobre como serian estas impresoras ya sea su diseño y construcción y el objetivo que estas tendrá en la fabricación de piezas.

PALABRAS TÉCNICAS:

- Impresión 3D

- Integración de materiales 

- Electrónicos complejos

- Piezas mecánicas.

ABSTRACT:

The present research entitled “DEVELOPMENT OF 3D PRINTING TECHNOLOGIES FOR COMPLEX MECHANICAL AND ELECTRONIC COMPONENTS”, this research that is related to 3D printing has a purpose which is taken as an objective to explore and investigate thesis or articles, where innovative methods of 3D printing are studied in which to improve the integration of various materials which are used in the manufacture of these mechanical and electrical parts, and also seeks material which informs us on how to improve the quality of these components whether mechanical, electrical or electronic complex, ensuring compliance with applicable regulations and promoting sustainable practices in the manufacturing process and finally giving to understand how this would impact in different areas such as electrical mechanical engineering, the implementation of prostheses, also information will be sought on how these printers would be either its design and construction and the objective that these will have in the manufacture of parts.

KEYWORDS:

-3D Printing

-Material integration

-Complex electronics

-Mechanical parts

INTRODUCCIÓN:

Se sabe que en el diseño de un sistema de control de temperatura como el PID a mejorado radicalmente la calidad de prototipos impresos, estabilizándolo y reduciendo los errores de impresión, también se a demostrado la alta precisión y fiabilidad en el diseño de las impresiones 3D ya que este tenga una alta precisión es esencial para sus aplicaciones en las industrias ya que se juega un rol muy importante en los materiales y calibración, se llegaron a mostrar evidencias en que la fabricación aditiva con impresoras 3D no solo incrementa la competitividad y productividad, sino que también permite la personalización masiva siendo esta una herramienta clave para la industrialización, pero por otro lado debemos recordar que en un articulo que el diseño de impresoras con un cabezal intercambiable ha ampliado la capacidad de uso de materiales avanzados aumentado su aplicación en las industrias, asimismo el uso de estas impresoras 3D en la creación de moldes para fundición ha generado un optimización en el proceso de fabricación, mejorando la economía y reduciendo los tiempos de producción.

Lo que no se sabe dentro de esta área de la impresiones 3D es la integración efectiva para nuevas tecnologías ya que hay sectores donde requieres una precisión extrema, también debemos tener en cuenta que la integración de nuevo materiales sigue siendo limitado y tampoco se toma en cuenta de cómo esto impactaría en un largo plazo ya sea con su costo (por la fabricación de piezas a gran escala), también su adaptación en otros sectores industriales, todo esto genera huecos vacíos para esta nueva tecnología.

En esta revisión sistemática de diferentes articulo o tesis que hablan sobre las impresiones 3D se analizaran las investigaciones recientes sobre el desarrollo de nuevas tecnologías las cuales favorecen ya sea mejorando la calidad y precisión de los procesos de impresiones 3D en diferentes componentes. Se tomara en cuenta las investigaciones como el diseño de un sistema de control como el PID, la automatización de impresoras de alta precisión y los avances en la construcción de impresoras con cabezales intercambiables , Además, se explorarán casos prácticos sobre la fabricación de moldes para fundición, con el objetivo de identificar metodologías innovadoras y como estas aumenta la eficiencia y competitividad industrial ya que el propósito de esta investigación es adquirir este conocimiento de las impresiones 3D y como este impactaría a la ingeniería mecánica eléctrica.

MATERIALES Y MÉTODOS:

Diseño de estudio: Revisión sistemática

Criterios de elegibilidad:

Criterios de inclusión:

· Estudios que aborden tecnologías de impresión 3D específicas para componentes mecánicos y electrónicos, como FDM, SLA, SLS, entre otras.

· Investigaciones que presenten aplicaciones prácticas en la fabricación de componentes complejos en sectores como la automoción, aeroespacial, electrónica, y medicina.

· Trabajos que exploren nuevos materiales o combinaciones de materiales adecuados para la impresión 3D de estos componentes.

Criterios de exclusión:

· Investigaciones que se centren en la impresión 3D de otros tipos de productos, como textiles o alimentos.

· Estudios que no se centren en la impresión 3D o que aborden tecnologías de fabricación aditiva no relacionadas.

· Trabajos que presenten prototipos sin estudios de caso que demuestren su aplicabilidad en el mundo real.

Tiempo: al ser un tema con pocos antecedentes se tomarán investigaciones recientes que abordad desde el año 2016-2024

Idioma: se incluirán estudios reportados en el idioma español

Para la búsqueda de estos artículos y tesis, las tesis se sacaron de algunas universidades del habla hispana como la UNCP, etc y para el resto de artículos se sacaron de Google Scholar.

RESULTADOS:

Dado a los resultados del filtro que se realizó por los criterios solo fueron seleccionados 20 artículos y tesis las cuales fueron publicadas dentro de los siguientes años 2016-2024, el 60% de estos fueron recatados de Google Scholar y el 40% fue extraído de tesis de universidades del habla hispana, también un articulo fue tomado del Congreso Nacional De Ingeniería Mecánica de España.

DISCUSIÓN:

Un análisis más profundo de los textos examinados revela tendencias notables y áreas que requieren investigación más exhaustiva

Controlar los parámetros de impresión debería ser prioritario en impresoras 3D de alto rendimiento. La investigación de Huaman Carlotin (2022) ilustra cómo un marco PID mejorado para el control térmico del extrusor mejora las texturas del producto, subrayando la importancia de una supervisión térmica precisa para asegurar la uniformidad del proceso. A pesar de los avances, persiste el desafío de implementar estos sistemas de gobierno en un entorno de producción, un escenario que puede incluir criterios más amplios y procedimientos más complejos. Usar cosas que funcionan bien juntas, como un sistema de retroalimentación, podría mejorar las cosas.

Paz Retuerto (2018) destaca la necesidad de funciones más precisas en las impresoras 3D avanzadas para mejorar su uso en la industria y la salud Aquí está: "Sin embargo, los desafíos derivados del aumento de los costos de fabricación y la integración de materiales avanzados limitan la adquisición de tales avances" "Es imperativo destacar las mejoras en la precisión para segmentos como la producción biomédica, donde la creación de ensamblajes personalizados requiere un control riguroso de las precisiones dimensionales"

Luque Casanave (2019) analizó la eficiencia y las ventajas competitivas del uso de la impresión 3D para las empresas Si bien las impresoras tridimensionales han demostrado su capacidad para acelerar la personalización y disminuir los residuos en la producción, obstáculos como el desarrollo de habilidades exclusivas y los costos iniciales considerables requieren atención Según la investigación realizada por Baca Castro en 2017, la integración de cabezales intercambiables en dispositivos de fabricación aditiva puede ampliar sustancialmente las aplicaciones comerciales, permitiendo el manejo concurrente de diversos medios Sin embargo, es importante investigar la viabilidad económica de esta tecnología en una gama más amplia de mercados

En el ámbito de la creación de matrices mecanizadas, la investigación de Arévalo López y Cueva Rodriguez (2023) destaca el empleo eficaz de la impresión tridimensional en un entorno comercial. La incorporación de impresoras tridimensionales en la producción de moldes da como resultado ciclos de fabricación más cortos y menores costos al minimizar el tiempo necesario para la creación de prototipos. No obstante, aunque esta innovación aún se encuentra en período de asimilación en numerosos sectores, la escalabilidad de los hallazgos obstaculiza el progreso en diversos dominios industriales.

Implicaciones prácticas e investigación futura

Aunque estos exámenes ilustran un avance sustancial, es evidente que las futuras investigaciones deben centrarse en los obstáculos existentes que frenan la adopción generalizada de estas innovaciones. Las técnicas avanzadas y la fabricación de recursos de impresión menos costosos y de mayor calidad podrían mejorar la adopción de la impresión tridimensional en una gama más amplia de industrias. ```Son necesarios múltiples estudios de investigación en curso para analizar más a fondo las consecuencias de estas tecnologías, con especial énfasis en sus implicaciones financieras y compatibilidad ambiental.```

Otro elemento que merece atención es la evaluación financiera de las nuevas tecnologías de impresión tridimensional, considerando que numerosos estudios destacan los elevados costos iniciales como una barrera para su adopción Las estrategias empresariales se beneficiarían enormemente de la incorporación de estas tecnologías innovadoras, particularmente en términos de su adopción en territorios emergentes

Tecnologías mejoradas, materiales versátiles y respaldo de investigación son clave para superar estos obstáculos 'Alterar oraciones mediante la sustitución de lexemas con equivalentes para mantener el sentimiento y el mensaje iniciales se ajusta a la esencia y el objetivo de la discriminación del lenguaje natural, por lo tanto, se aplica con frecuencia para evitar la redundancia mientras se amalgama una colección léxica extensa

CONCLUSIÓN:

Esta revisión sistema a cumplido con su finalidad la cual era investigar y analizar este campo de las impresiones 3D, especialmente en la producción de componentes mecánicos y electrónicos complejos. A través del análisis de 20 artículos, se ha evidenciado que la tecnología de impresión 3D está en constante evolución, aportando mejoras significativas en la precisión, eficiencia y versatilidad de los procesos de fabricación. Entre los aspectos más destacados esta el sistema de control PID que han demostrado ser cruciales para garantizar la estabilidad y calidad de las impresiones. Asimismo, el desarrollo de impresoras de alta precisión y cabezales intercambiables amplía las posibilidades de fabricación con materiales avanzados.

Y se puede llegar a decir que la impresión 3D sigue demostrando su potencial para transformar procesos industriales, pero se requiere más investigación y desarrollo para superar las limitaciones actuales y aprovechar al máximo sus ventajas. Y con las futuras investigaciones que este llegara a presentar mejorara la eficiencia de los procesos y aumentar la disponibilidad de materiales y explorar nuevas aplicaciones que continúen impulsando la innovación tecnológica en este campo.

REFERENCIAS:

Almonacid, R. J. S. (2019). Diseño e implementación de antenas usando impresión 3D [Tesis de licenciatura, Escuela de Ingeniería Eléctrica Facultad de Ingeniería]. http://opac.pucv.cl/pucv_txt/txt-8500/UCC8515_01.pdf

Arévalo López, B. M., & Cueva Rodriguez, R. Y. (2023). Diseño y construcción de una impresora 3D con el objetivo de realizar moldes de piezas mecánicas para fundición – Empresa Fainseb. [Tesis de licenciatura]. file:///C:/Users/HP/Downloads/Maydana_Huanca_Elmer_Mamani_Taquila_Wilber_Tonny.pdf

Baca Castro, J. C. (2017). Diseño de impresoras 3D con intercambio de cabezales [Tesis de Título Profesional, Universidad César Vallejo]. Repositorio UCV. https://repositorio.ucv.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12692/23062/baca_cj.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Bardales Gonzales, R. B. (2024). Armas de fuego impresas en 3D en la legislación nacional [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional Federico Villarreal]. https://renati.sunedu.gob.pe/handle/renati/566633

Brocca Mantilla, J., Cabrera Preciado, I. Z. M., Ordoñez Caro, J. S., & Zamudio Diaz, C. A. (2022). Plan estratégico para importar y comercializar bicicletas de fibra de carbono elaboradas en impresora 3D. https://repositorio.up.edu.pe/bitstream/handle/11354/3962/Brocca%2c%20Janett_Trabajo%20de%20investigacion_Maestria_2022.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Elorreaga Carhuapoma, C. L., & Jimenez Constantino, J. J. (2023). Mezclas de materiales imprimibles para construir viviendas en 3D y el impacto ambiental [Tesis de licenciatura, Universidad Ricardo Palma]. https://renati.sunedu.gob.pe/handle/renati/901716

Gamarra Miranda, Á. B., & Parraguez De La Cruz, L. J. (2019). Diseño de una impresora 3D para imprimir piezas con polímeros con volumen máximo de 30 cm x 30 cm x 30 cm [Tesis, Universidad Señor de Sipán]. https://repositorio.uss.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12802/6442/Gamarra%20Miranda%20%26%20Parraguez%20de%20la%20Cruz.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Gomez Bellota, E., Palacios Vinatea, A., & Rodriguez Tejeda, F. (2020). Empresas de manufactura para servicios de impresoras 3D [Tesis para obtener el título en la UPCP]. https://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/20.500.12404/17198

Huaman Carlotin, R. (2022). Diseño de Sistema de Control PID de temperatura de la extrusora de la impresora 3D para mejorar el acabado de prototipos [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional del Centro del Perú]. Repositorio UNCP. https://repositorio.uncp.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12894/8581/TESIS%20HUAMANI%20CARTOLIN_removed.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Huaman Mauricio, G. G. (2019). Implementación de impresora 3D para impresión de juguetes mediante objetos reciclables [Tesis de licenciatura, Universidad Continental]. https://repositorio.continental.edu.pe/bitstream/20.500.12394/7758/3/IV_FIN_103_TI_Huaman_Mauricio_2019.pdf

Iparraguirre Otiniano, G. M., & Maraví Rojas, D. A. (2023). Implementación de un control digital que reduzca las imperfecciones e irregularidades de piezas impresas por la impresora 3D CoreXY UPAO. https://repositorio.upao.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12759/11129/REP_GERSON.IPARRAGUIRRE_DIEGO.MARAVI_CONTROL.DIGITAL.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Maydana Huanca, E., & Mamani Taquila, W. T. (2019). Implementación de una impresora 3D y escaneo tridimensional para la fabricación de prótesis para animal canino con problemas de movilidad [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional del Altiplano]. file:///C:/Users/HP/Downloads/Maydana_Huanca_Elmer_Mamani_Taquila_Wilber_Tonny%20(2).pdf

Luque Casanave, M. (2019). Tecnologías para la productividad y competitividad con impresoras 3D [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional de Ingeniería]. Cybertesis UNI. https://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/20.500.14076/17706/1/Tecnolog%c3%adas%20para%20la%20productividad%20y%20competividad%20con%20impresoras%203D.pdf

Paz Retuerto, A. V. (2018). Diseño y análisis de un prototipo de impresora 3D de alta precisión [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional de Ingeniería]. Cybertesis UNI. https://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/20.500.14076/9056/1/paz_ra.pdf

Pérez Jaramillo, B. (2022). Diseño mecánico y construcción en impresión 3D de un prototipo de turbina eólica de eje vertical [Tesis de licenciatura, Universidad Francisco de Paula Santander]. https://catalogobiblioteca.ufps.edu.co/descargas/tesis/1121803.pdf

Pumacayo Cárdenas, S., Arias-Vela, G., & Quea Pinto, E. (2019). Impresión 3D de rara patología congénita de aorta y vasos supraaórticos. Sociedad Colombiana de Cardiología y Cirugía Cardiovascular. https://rccardiologia.com/previos/RCC%202020%20Vol.%2027/RCC_2020_27_2_MAR_ABR/RCC_2020_27_2_122-126.pdf

Santolaria Mazo, J., Cajal Hernando, C. E., Velázquez Sancho, J., & Aguilar Martín, J. J. (2019). Caracterización térmica de prototipos rápidos y piezas obtenidas mediante fabricación aditiva en impresora 3D. https://www.xixcnim.uji.es/CDActas/Documentos/ComunicacionesPosters/11-11.pdf

Tudela Laura, M. H. (2024). Desarrollo de un concreto para impresión 3D con agregado reciclado proveniente de conchas de abanico (RCA), residuos de construcción y demolición (RCD) y residuos de polietileno tereftalato (RPET) [Tesis de postgrado, Pontificia Universidad Católica del Perú]. https://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/20.500.12404/29268

Valentín-Gamazo García, J. (2019). Desarrollo de férulas mediante impresión 3D: comportamiento mecánico del material y prototipado. file:///C:/Users/HP/Downloads/TFG-I-1289.pdf

Zárate Segura, G. W. (2017). Desarrollo de un sistema de gestión de calidad para la producción de piezas en impresión 3D [Tesis de licenciatura, Universidad Nacional de Ingeniería]. Cybertesis UNI. https://cybertesis.uni.edu.pe/bitstream/20.500.14076/12084/1/zarate_sg.pdf