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El proyecto se centra en la innovación en impresión 3D, específicamente en el ámbito de la alimentación. Se desarrolla un mecanismo extrusor basado en el funcionamiento Spiralift o cilindro helicoidal, adaptado para simplificar su operación. Este mecanismo utiliza un fleje de polipropileno con perfil en Cola de Milano, eliminando la necesidad de un muelle convencional. La máquina de impresión 3D de alimentos, denominada POW3D, es diseñada para extrudir pasta alimenticia y automatizar procesos realizados con una manga pastelera. Se destaca por su movilidad sobre cuatro ruedas en el eje Y, eliminando la necesidad de una cama caliente de impresión. La construcción del prototipo implica la adquisición de componentes y la fabricación de elementos como planchas de metacrilato mediante corte láser y la impresión 3D de plásticos. El proyecto surge en el contexto de la evolución de la impresión 3D en la última década, con un crecimiento exponencial en diversos sectores. Se plantea diseñar los componentes del extrusor, realizando cálculos preliminares y ajustes para garantizar su funcionamiento óptimo. La iniciativa busca analizar y mejorar un prototipo existente, partiendo de un proyecto anterior enfocado en un extrusor para materiales semisólidos en el sector alimentario. El objetivo final es obtener un producto robusto, compacto y confiable, con pruebas realizadas mediante un banco de pruebas fabricado y validado con una impresora de filamento en 3D., El projecte se centra en la innovació en impressió 3D, específicament en el camp de l'alimentació. Es desenvolupa un mecanisme extrusor basat en el funcionament Spiralift o cilindre helicoidal, adaptat per simplificar la seva operació. Aquest mecanisme utilitza una tira de polipropilè amb perfil de Cua de Milà, eliminant la necessitat d'una molla convencional. La impressora d'aliments en 3D, anomenada POW3D, està dissenyada per extrudir pasta alimentària i automatitzar processos realitzats tradicionalment amb una mànega pastissera. Es destaca per la seva mobilitat sobre quatre rodes en l'eix Y, eliminant la necessitat d'un llit d'impressió càlid. La construcció del prototip implica l'adquisició de components i la fabricació d'elements com planxes de metacrilat mitjançant tall làser i la impressió 3D de plàstics. El projecte sorgeix en el context de l'evolució de la impressió 3D en l'última dècada, amb un creixement exponencial en diversos sectors. L'objectiu és dissenyar components de l'extrusor, fent càlculs preliminars i ajustos per garantir un funcionament òptim. La iniciativa pretén analitzar i millorar un prototip existent, basant-se en un projecte anterior centrat en un extrusor per a materials semi sòlids en el sector alimentari. L'objectiu final és obtenir un producte robust, compacte i fiable, amb proves dutes a terme mitjançant una impressora de filaments 3D en un banc de proves fabricat i validat., The project focuses on innovation in 3D printing, specifically in the field of food. An extruder mechanism is developed based on the Spiralift or helical cylinder operation, adapted to simplify its operation. This mechanism uses a polypropylene strip with a dovetail profile, eliminating the need for a conventional spring. The food 3D printer, named POW3D, is designed to extrude food paste and automate processes traditionally done with a pastry bag. It stands out for its mobility on four wheels in the Y-axis, eliminating the need for a heated printing bed. The construction of the prototype involves acquiring components and manufacturing elements such as acrylic sheets through laser cutting and 3D printing of plastics. The project arises in the context of the evolution of 3D printing over the last decade, with exponential growth in various sectors. The aim is to design extruder components, performing preliminary calculations and adjustments to ensure optimal functionality. The initiative seeks to analyse and improve an existing prototype, based on a previous project focused on an extruder for semi-solid materials in the food sector. The goal is to obtain a robust, compact, and reliable product, with tests conducted using a 3D filament printer on a fabricated and validated test bench.

Descripció del recurs: 4 juliol 2024, La teoria de mecanismes és una de les matèries obligatòries d’especialitat en la titulació de Grau en Enginyeria Mecànica. Per això, aquest document té la finalitat d’entrenar a l’estudiant durant l’aprenentatge dels continguts teòrics i en la resolució gràfica i analítica de diferents mecanismes. Aquesta col·lecció de problemes constitueix un material docent que dona suport a les classes presencials i a l’estudi no presencial de l’assignatura Cinemàtica i dinàmica de màquines. La col·lecció de problemes resolts aquí presentada, es caracteritza per la varietat i combinació de diferents tipus de moviment en les màquines. La resolució dels exercicis està explicada de manera detallada pel mètode analític i contrastada mitjançant el mètode gràfic. Es determinen els paràmetres cinemàtics i el seu corresponent comportament dinàmic. Aquests aspectes representen el plantejament preliminar a l’hora de dissenyar una màquina, amb la qual es desitja fer un treball útil., 1

Resolved, 2022/2023, 2n quadrimestre

Resolved, 2022/2023, 2n quadrimestre

Este trabajo expone la síntesis, materialización y control de un mecanismo de Cruz de Malta. Se parte de la necesidad de disponer de una maqueta didáctica de dicho mecanismo con bajo coste y rápida disponibilidad. Se usa el proceso de diseño de mecanismos, se obtienen sus dimensiones funcionales y sus curvas cinemáticas se grafican con el programa GNU Octave. Se aplica el paradigma de diseño para la fabricación y el ensamblaje, aprovechando la disponibilidad de una impresora 3D. Las piezas móviles se han impreso en PLA de distintos colores y la bancada se ha fabricado en madera. La modelación de las piezas y ensambles, así como la simulación del funcionamiento del mecanismo se realiza mediante SolidWorks. La maqueta incluye un motor paso a paso y su funcionamiento es controlado con una placa Arduino Uno. Como resultado se obtiene una maqueta didáctica funcional y económica, satisfaciendo la necesidad antes expuesta., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Resolved

Resolved, 2021/2022, 2n quadrimestre

Aquest treball de Final de grau sorgeix de la idea de dissenyar una estufa de llenya que produeix electricitat de la diferència de temperatura, al llarg del seu desenvolupament s’ha trobat que l’important no radica en l’estufa en sí, sinó en el mitjà que sigui capaç de produir electricitat. En el procés d’investigació es va descobrir l’anomenat motor Stirling, el qual reuneix plenament els requisits buscats. És per això, que aquest projecte es centra en el disseny i l’elaboració de documentació essencial (plànols, plec de condicions, etc.) per a la fabricació d’un motor Stirling que serveixi per produir electricitat de manera sostenible. El conjunt d’elements que complementen el motor per a generar electricitat i el mateix motor dona com a resultat el producte creat amb el present treball, el qual s’ha anomenat ReEnergy, un grup electrogen capaç de fer servir l’escalfor d’una estufa o llar de foc per a generar electricitat. Per generar el contingut d’aquest treball s’ha emprat la Metodologia Predica que ha donat forma als apartats del present projecte. El resultat aconseguit ha estat un motor aparentment funcional, presentant com un disseny que genera energia de forma sostenible, versàtil, i innovadora, adjuntant-hi tota la documentació necessària per a la seva fabricació., Este trabajo de Final de grado surge de la idea de diseñar una estufa de leña que produce electricidad de la diferencia de temperatura, a lo largo de su desarrollo se ha encontrado que el importante no radica en la estufa en sí, sino en el medio que sea capaz de producir electricidad. En el proceso de investigación se descubrió el llamado motor Stirling, el cual reúne plenamente los requisitos buscados. Es por eso, que este proyecto se centra en el diseño y la elaboración de documentación esencial (planos, pliego de condiciones, etc.) para la fabricación de un motor Stirling que sirva para producir electricidad de manera sostenible. El conjunto de elementos que complementan el motor para generar electricidad y el mismo motor mujer como resultado el producto creado con el presente trabajo, el cual se ha denominado ReEnergy, un grupo electrógeno capaz de usar el calor de una estufa o chimenea para generar electricidad. Para generar el contenido de este trabajo se ha empleado la Metodología Predica que ha dado forma a los apartados del presente proyecto. El resultado conseguido ha sido un motor aparentemente funcional, presentando como un diseño que genera energía de forma sostenible, versátil, e innovadora, adjuntando toda la documentación necesaria para su fabricación., This Final Degree work arises from the idea of designing a wood stove that produces electricity from the temperature difference, throughout its development it has been found that the important thing is not in the stove itself, but in the medium that is capable of producing electricity. In the research process, the so-called Stirling engine was discovered, which fully meets the requirements. This is why this project focuses on the design and preparation of essential documentation (drawings, specifications, etc.) for the manufacture of a Stirling engine that can be used to produce electricity in a sustainable manner. The set of elements that complement the engine to generate electricity and the engine itself will result in the product created with this work, which has been called ReEnergy, a generator capable of using the heat from a stove or fireplace to generate electricity. To generate the content of this work, the Predica Methodology has been used, which has shaped the sections of this project. The result achieved has been an apparently functional engine, presented as a design that generates energy in a sustainable, versatile, and innovative way, enclosing all the necessary documentation for its manufacture., Objectius de Desenvolupament Sostenible::7 - Energia Assequible i No Contaminant

La tecnología de impresión 3D cada vez está más presente en diferentes sectores, uno en los que se está desarrollando esta tecnología es el sector de la alimentación. El presente proyecto, trata de aportar parte de una máquina innovadora al sector alimentario que sume en el desarrollo de la tecnología de impresión 3D en este ámbito Concretamente, se desarrolla el mecanismo extrusor que permitirá extrudir pasta alimenticia. Este mecanismo, se basa en el funcionamiento Spiralift o cilindro helicoidal, el cual es un mecanismo de elevación que consta de un fleje y un muelle que encajan y crean una estructura muy resistente a compresión que, al enrollarse, va creando un cilindro. Para el desarrollo del conjunto extrusor, se ha adaptado para simplificar el funcionamiento. En primer lugar, el émbolo el cual empuja el material alimenticio viene impulsado por el fleje mientras se enrolla y crea el cilindro. En este caso, el fleje está fabricado a partir de una lámina de polipropileno, cortado en láser con forma de Cola de Milano. Esta forma permite que, al enrollarse el fleje, se fijen entre sí los perfiles sin la necesidad de disponer de un muelle como el mecanismo Spiralift convencional incorpora. Una vez se ha creado el prototipo, se ha adaptado a la estructura de la máquina POW3D física y electrónicamente. Por un lado, se ha fijado a las varillas lisas del eje X de la máquina con un soporte impreso en 3D de plástico. Por otro lado, se ha conectado el motor, que transmite el giro al fleje, a la placa RAMPS 1.4. Finalmente, se ha iniciado el control del mecanismo mediante la configuración del firmware llamado Marlin que incorpora la placa., 3D printing technology is increasingly present in different sectors, one in whi this technology is being developed is the food sector. This project tries to contribute part of an innovative machine to the food sector that adds to the development of 3D printing technology in this area. Specifically, the extruder mechanism is developed will allow the extrusion food paste. This mechanism is based on the Spiralift or helical cylinder operation, which is a lifting mechanism that consists of a strap and a spring that fit together and create a very resistant structure to compression that, when rolled, creates a cylinder. For the development of the extruder assembly, it has been adapted to simplify operation. First, the plunger which pushes the food material is driven by the strap as it coils and creates the cylinder. In this case, the strap is made from a polypropylene sheet laser cut in the shape of a Dovetail. This shape allows that, when the strap is wound, the profiles are fixed together without the need for a spring like the conventional Spiralift mechanism incorporates.

El sector de la enginyeria dedica part del seu esforç i experiència en optimitzar la precisió i eficiència de les maquines de tallat per làser. Des de la nostra escola d’enginyeria es vela per transmetre als alumnes la importància de saber utilitzar de la manera més adient aquest tipus de màquines, així com el disseny de les peces i gravats que resulten essencials per al sector de l’industria. En canvi, en el nostre cas, la taula de tall per làser què se’ns facilita durant les practiques i experimentació entre alumnes i professors presentava una seria limitació centrada en la mobilitat de la plataforma, la qual condicionava el gravat i la manipulació de les peces amb diferent espessor. D’aquesta manera, el treball que es presenta sorgeix amb la pretensió de dissenyar una plataforma elevadora que permeti gravar i tallar peces d’una manera més senzilla i òptima a traves d’un actuador lineal que elevi la taula mitjançant un guiat per vertical amb l’ús d’un patí-guia. Amb aquest projecte es completa la meva formació com a enginyer i resol una problemàtica del sector industrial. El disseny que s’ha dut a terme es va centrar en situar els mecanismes de pinyó-cremallera sobre la taula per donar aquesta continuïtat mecànica i garantir l’anivellació. Per allunyar el màxim possible el sistema d’accionament de la taula de tall s’utilitza una transmissió de pinyons que actuen sobre les cremalleres i que a la vegada eleven la taula permetent situar el motor en una part inferior i lo mes lluny possible de la font de calor. Per abaratir la part clau que es aquest actuador elèctric es fa servir un motor simple amb un encoder de posició per poder controlar la pujar i baixada al que se li adhereix una reducció de transmissió amb rodes dentades de diferents diàmetres. Gracies a aquest disseny hem aconseguit crear una plataforma elevador que permet el tall i el gravat de planxes amb diferent mida i espessor, optimitzar la qualitat, el temps i els recursos disponibles., El sector de la ingeniería dedica parte de su esfuerzo y experiencia en optimizar la precisión y eficiencia de las cortadoras de chapa por láser. Desde nuestra escuela de ingeniería se vela por transmitir a los alumnos la importancia de manejar de manera adecuada las cortadoras por láser, así como el diseño de piezas y grabados que resultan esenciales en el sector industrial. Sin embargo, en nuestro caso, la mesa de corte por láser que se nos facilita durante las prácticas y experimentación entre alumnos y profesores presentaba una seria limitación centrada en la movilidad de la plataforma, lo cual condicionaba el grabado y la manipulación de piezas de diferente grosor. De este modo, el trabajo que se presenta surge con la pretensión de diseñar una plataforma elevadora que permita grabar y cortar piezas de una manera más sencilla y óptima, a través de un actuador lineal que eleve la mesa mediante el guiado vertical utilizando el sistema de patín guía. Con este proyecto se completa mi formación como ingeniero y se resuelve una problemática del sector industrial. El diseño que se ha llevado a cabo se centró en situar mecanismos piñón cremallera sobre la mesa para dar esa continuidad mecánica y garantizar la nivelación. Para alejar lo más posible el sistema de accionamiento de la mesa de corte se utiliza una transmisión de piñones que actúan sobre las cremalleras que elevan la mesa permitiendo situar el motor en la parte inferior lo más lejos posible de la fuente de corte. Para abaratar la parte clave que es el actuador eléctrico se pone un motor simple con encoder de posición para controlar la subida y bajada al que se le añade una reducción de transmisión con ruedas dentadas de diferentes diámetros. Gracias a este diseño se ha logrado crear una plataforma elevadora que permite el corte y grabado de planchas con diferente tamaño y grosor, optimizando la calidad, el tiempo y los recursos disponibles., The engineering sector dedicates part of its effort and experience in optimizing the precision and efficiency of laser sheet cutting machines. From our engineering school, it is ensured to transmit to students the importance of properly handling laser cutters, as well as the design of parts and engravings that are essential in the industrial sector. However, in our case, the laser cutting table that facilitates practices and experimentation between students and teachers, presented a limitation focused on the mobility of the platform, which conditioned the engraving and manipulation of pieces of different thickness. Thus, the work presented arises with the aim of designing a lifting platform that allows engraving and cutting parts in a simple and optimal way, through a linear actuator that raises the table and make vertical guidance with guide skates. It is therefore a way to put our skills as future engineers at the service of the needs of the industrial sector, promoting the proper training of students. The design that has been carried out focused on placing rack and pinion mechanisms on the entire table to give that mechanical continuity and ensure levelling. To drive the cutting table, drive system as far away as possible, a transmission of sprockets is used, which act on the rack that raises the table, allowing the motor to be positioned at the bottom as far as possible from the cutting source. To lower the key part that is the electric actuator, a simple motor with position encoder is placed to control the rise and fall to which a transmission reduction with sprockets of different diameters is added. Thanks to this design, it has been possible to create a lifting platform that allows the cutting and engraving of plates of different sizes and thicknesses, optimizing the quality, time and resources available.

Este trabajo expone el diseño de un dispositivo para controlar el funcionamiento de una maqueta de un mecanismo de retorno rápido de Withworth, previamente diseñado, y la instrumentación para registrar información sobre su cinemática. El trabajo tiene dos objetivos: el primero, disponer de un recurso didáctico a utilizar en prácticas docentes relacionadas con el estudio de mecanismos y máquinas y, el segundo, proponer un modelo basado en el uso de coordenadas naturales para el estudio cinemático del mecanismo, simularlo y verificar experimentalmente la bondad del modelo utilizando los datos registrados durante el funcionamiento de la maqueta. La metodología que se expone en el trabajo se aplica en un curso del Máster Universitario en Ingeniería de Sistemas Automáticos y Electrónica Industrial (MUESAEI) impartido en la Universitat Politècnica de Catalanuya (UPC), donde los alumnos no necesariamente tienen una formación mecánica, logrando ser capaces de modelar y simular sistemas mecánicos. Por otro lado, dicha metodología pretende utilizarce en otras asignaturas del ámbito de la cinemática y dinámica de máquinas tanto en estudios de grado como de posgrado en distintas sedes académicas de la UPC. En la maqueta, la velocidad de giro del piñón de entrada se controla mediante un controlador pwm -de modulación por ancho de pulsos-, se utiliza un transitor de efecto Hall para medir la velocidad de giro del piñón (la que se muestra en una pantalla lcd) y el ángulo de orientación de la colisa -elemento considerado de salida- se obtiene mediante un potenciómetro unido rigídamente a un extremo de dicho sólido. Los datos de orientación de la colisa se registran mediante un conversor analógico-digital (A/D) de una placa Arduino Uno, la cual también se utiliza para controlar, mediante pwm, la velocidad de giro del motor-reductor colocado en la maqueta., Peer Reviewed, Postprint (published version)

El actual proyecto consiste en diseñar, construir y controlar el prototipo de la máquina de impresión 3D de alimentos llamada POW3D. Corresponde a una impresora planteada para extrudir pasta de alimentos con la finalidad de automatizar todos los procesos que, actualmente, se realizan con una manga pastelera. POW3D cuenta con la ventaja de no disponer de una cama caliente de impresión pues se mantiene sobre cuatro ruedas y se desplaza, gracias a estas, en el eje Y. De esta manera, se imprime tanto alimento como longitud de mesa de impresión se disponga. Para la construcción del prototipo, por un lado, se han comprado los componentes seleccionados para el correcto funcionamiento y, por el otro, se han tenido que fabricar. Un ejemplo de ello son las planchas de metacrilato, que se han obtenido mediante el corte por laser, las cuales forman la estructura de la impresora. Por añadidura, el otro proceso de fabricación al que se ha recurrido para obtener alguno de los componentes es la propia impresión 3D de plásticos. Finalmente, una vez ensamblado y construido el prototipo se ha procedido a configurar el firmware que incorporará la máquina y se ha realizado el conexionado de los componentes eléctricos con tal de controlar los movimientos. El firmware que se ha configurado recibe el nombre de Marlin. A continuación, se ha compilado el archivo Marlin en el Arduino y se ha apilado en la placa madre de la impresora (placa RAMPS 1.4) con tal de instalar el microcontrolador., In this project, the main objective is to design, build and control the prototype of the POW3D, 3D food printing machine. It is a printer designed to extrude food paste in order to automate the processes that are done with a pastry bag. POW3D has the advantage of not having a hot printing bed due to it is kept on four wheels and moves, thanks to these, on the Y axis. So that, food can be printed as the length of the printing table is available. For the construction of the prototype, on the one hand, the components selected for correct operation have been purchased and, on the other, they have been manufactured. An example of this are methacrylate plates, which have been obtained by laser cutting, and form the structure of the printer. In addition, the other manufacturing process that has been used to obtain some of the components is the 3D printing of plastics itself. In closing, once the prototype has been built, the firmware that will be incorporated into the machine has been configured and the electrical components have been connected in order to control the movements. The firmware that has been configured is called Marlin. Afterwards, the Marlin file has been compiled on the Arduino stacked on the wrong motherboard (RAMPS 1.4 board) in order to install the microcontroller.

El procés de qualificació de cada exercici tindrà en compte la correcta representació dels diagrames del cos lliure, així com l’adequada utilització de la notació escalar i vectorial (-0.5 punts per exercici)., Resolved

Este proyecto se ha enfocado al desarrollo de una impresora 3D capaz de imprimir de un modo diferente a las ya existentes. Nuestro modelo de impresora, destinada principalmente a la impresión de alimentos, destaca de las demás por tener la posibilidad de imprimir a lo largo del eje Y sobre una superficie de longitud variable. Para ello, el movimiento de la impresora en esta dirección lo realiza utilizando cuatro ruedas. La ausencia de una base para la extrusión hace a la impresora más versátil, ya que se dispone de una superficie de impresión de mayor extensión. Dicho proyecto se ha centrado en el diseño de la estructura, para la que mediante cálculos y simulaciones se ha justificado la elección tanto de los materiales como de los componentes utilizados. El producto final es una impresora 3D, estructurada en tres subconjuntos, el primero es una estructura capaz de desplazarse en el eje Y. A esta estructura se le añadiría el segundo subconjunto que es la carcasa diseñada por Sara Pujol, para proteger los elementos del interior y darle estética. Por último, el tercer subconjunto es el cabezal extrusor, pudiéndose adaptar diferentes tipos, tanto de alimentos como de plásticos. En este diseño considerado el extrusor de Adelina Golloeva., This project has focused on the development of a 3D printer capable of printing in a different way from the existing ones. Our printer model, mainly intended for food printing, stands out from the rest by having the possibility of printing along the Y axis on a surface of variable length. To do this, the movement of the printer in this direction is carried out using four wheels. The absence of a base for extrusion makes the printer more versatile, since it has a larger printing surface. This project has focused on the design of the structure, for which, through calculations and simulations, the choice of both the materials and the components used has been justified. The final product is a 3D printer, structured in three subsets, the first is a structure capable of moving on the Y axis. To this structure, the second subset would be added, which is the housing designed by Sara Pujol, to protect the interior elements. and give it aesthetics. Finally, the third subset is the extruder head, being able to adapt different types, both food and plastics. In this design considered the extruder of Adelina Golloeva.

En el present projecte es desenvolupa el disseny d'un extrusor destinat a la impressió 3D d'aliments i que té com a objectiu crear un nou disseny i mecanisme partint de l'extrusor Albelia. El extrusor dissenyat en aquest projecte, anomenat SEP 3D, incorpora dos mecanismes innovadors, el primer consisteix en una transmissió per espiral i fleix, que, mitjançant una columna tubular descendent per la càpsula, permet l'extrusió de l'aliment que es troba dins del recipient. Aquest aliment acaba sortint per una de les quatre boquetes. El segon mecanisme consisteix en un indexador que mitjançant un motor facilita l'intercanvi d'aquestes quatre boquetes de forma automàtica. La incorporació de tots dos mecanismes té la finalitat de facilitar i personalitzar la impressió 3D d'aliments en totes les cuines, així mateix, creant un producte de gran valor i amb una gran innovació. Durant el transcurs d'aquest projecte s'ha estudiat detalladament cada etapa relacionada amb el desenvolupament d'un producte i arribant així a un producte final, sobre el qual s'ha confirmat la seva funcionalitat mitjançant un estudi mecànic, una realització de càlculs i simulacions., En el presente proyecto se desarrolla el diseño de un extrusor destinado a la impresión 3D de alimentos y que tiene como objetivo crear un nuevo diseño y mecanismo teniendo como base el extrusor Albelia. El extrusor diseñado en este proyecto, llamado SEP 3D, incorpora dos mecanismos innovadores, el primero consiste en una transmisión por espiral y fleje, que, mediante una columna tubular descendiente por la camisa, permite la extrusión del alimento que se encuentra dentro del recipiente. Este alimento acaba saliendo por una de las cuatro boquillas. El segundo mecanismo consiste en un indexador que mediante un motor facilita el intercambio de estas cuatro boquillas de forma automática. La incorporación de ambos mecanismos tiene la finalidad de facilitar y personalizar la impresión 3D de alimentos en todas las cocinas, asimismo, creando un producto de gran valor y con una gran innovación. Durante el transcurso de este proyecto se ha estudiado detalladamente cada etapa relacionada con el desarrollo de un producto y llegando así a un producto final, sobre el cual se ha confirmado su funcionalidad mediante un estudio mecánico, una realización de cálculos y simulaciones., In this project, the design of an extruder for 3D food printing is developed, which aims to create a new design and mechanism based on the Albelia extruder. The extruder designed in this project, called SEP 3D, incorporates two innovative mechanisms, the first consisting of a spiral and metal band transmission, which, by means of a tubular column descending through the case, allows the extrusion of the food inside the container. This food ends up coming out of one of the four mouthpieces. The second mechanism consists of an indexer that by means of a motor facilitates the exchange of these four mouthpieces automatically. The incorporation of both mechanisms is intended to facilitate and personalize 3D printing of food in all kitchens, also creating a product of great value and with great innovation. During the course of this project, each stage related to the development of a product has been studied in detail, thus reaching a final product, on which its functionality has been confirmed by means of a mechanical study, calculations and simulations.

Examen realitzat en línia., Resolved

El procés de qualificació de cada exercici tindrà en compte la correcta representació dels diagrames del cos lliure, així com l’adequada utilització de la notació escalar i vectorial (-0.5 punts per exercici)., Resolved

In the forging industry, surface quality and surface treatments of dies are crucial parameters to extend their life. These components are usually machined by milling or by Electrical Discharge Machining (EDM), and the final surface roughness depends on the machining techniques and operational conditions used in its fabrication. After milling, a nitriding treatment is widely applied to extend its service life. Nevertheless, no scientific report that informs about nitriding after EDM has been found. Accordingly, this work focuses on the wear and friction behavior of pins made of brass and medium carbon steel sliding over AISI H13 discs, made by wire EDM in the conditions of finishing and roughing. The discs are plasma nitride, and their effect on the wear during pin-ondisc tests is evaluated. In this sense, the analysis of the surface damage for the different pins will help us to understand the service life and wear evolution of the forging dies. The results show that plasma nitride reduces the friction and prevents the degradation of the pin, independently of the material of the pin, when sliding over finishing and roughing EDM conditions., This work is supported by the National Agency for Research and Development of Chile (ANID)— grant number: 3180006 and the Serra Húnter program (Generalitat de Catalunya)—reference number UPC-LE304 (2018)., Peer Reviewed, Postprint (published version)

En aquest projecte es proposa la innovació en l'àmbit de la impressió 3D d'aliments. Aquest treball està enfocat cap al disseny d'una nova impressora, capaç de realitzar una impressió personalitzada i que sigui més compacta i comercialitzable, la POW3D. Les impressores 3D, tenen moviments de translació en els 3 eixos cartesians assignats als diferents components que realitzen aquests moviments. La idea d'aquest projecte és unificar aquests moviments en un sol capçal, deixant estàtica la plataforma sobre la qual es va a imprimir l'aliment, el que aportaria un disseny amb una estructura més compacta. Però alhora s'aconseguiria una impressora versàtil i, per tant, capaç d'imprimir altres materials que requereixen que la taula no tingui moviment. L'objectiu d'aquest projecte, és canviar el concepte bàsic d'una impressora 3D. La idea, és crear una màquina que s'adapti a qualsevol plataforma i que sigui usable i fàcil de manejar. L'abast d'aquest TFE, és dissenyar la carcassa per a la màquina, per a això, es realitzaran una sèrie d'investigacions i càlculs previs que ajudaran en el desenvolupament de l'estructura interna i els seus components. L'abast d'aquest projecte no inclou la reologia dels aliments., En este proyecto se propone la innovación en el ámbito de la impresión 3D de alimentos. Este trabajo está enfocado hacia el diseño de una nueva impresora, capaz de realizar una impresión personalizada y que sea más compacta y comercializable, la POW3D. Las impresoras 3D, tienen movimientos de traslación en los 3 ejes cartesianos asignados a los diferentes componentes que realizan estos movimientos. La idea de este proyecto es unificar estos movimientos en un solo cabezal, dejando estática la plataforma sobre la cual se va a imprimir el alimento, lo que aportaría un diseño con una estructura más compacta. Pero a la vez se conseguiría una impresora versátil y, por lo tanto, capaz de imprimir otros materiales que requieren que la mesa no tenga movimiento. El objetivo de este proyecto, es cambiar el concepto básico de una impresora 3D. La idea, es crear una máquina que se adapte a cualquier plataforma y que sea usable y fácil de manejar. El alcance de este TFE, es diseñar la carcasa para la máquina, para lo cual, se realizarán una serie de investigaciones y cálculos previos que ayudarán en el desarrollo de la estructura interna y sus componentes. El alcance de este proyecto no incluye la reología de los alimentos., This project proposes an innovation in the 3D food printing sector, focused on the design of a new 3D printer, POW3D, more compact and marketable and that is capable of making a customizable print. 3D printers have translation movements on the 3 Cartesian axes, performed by the different components of the machine. The idea of this project is to unify these movements in a single head, making the platform on which the food is going to be printed, static. Which would provide a design with a more compact structure. And at the same time, the printer would be capable of printing other materials that require a static table. The objective of this project is to change the concept of what a 3D printer is. The idea is to create a machine that adapts to any platform, and that is usable and easy to handle. The scope of this TFE is to design the case for the machine. It will be carried out a series of investigations and preliminary calculations that will help in the development of the internal structure and its components. The scope of this project, does not include the study of food rheology.

¡Atención!: El CRITERIO de calificación para cada pregunta tendrá en cuenta el uso correcto de la simbología, la notación vectorial y escalar. Así como, el planteamiento de las ecuaciones, la correcta representación de los Cinemas de aceleraciones, y de fuerzas., Resolved

Segon examen parcial del curs 2018-2019. Observacions a tenir en compte: "¡Atención!: La calificación de cada pregunta tendrá en cuenta el uso correcto de la simbología, la notación vectorial y escalar. Así como, el planteamiento de las ecuaciones, la correcta representación de los Cinemas de Velocidades y Aceleraciones, del Diagrama de Fuerzas y del Diagrama de Cuerpo Libre. NOTA: EL ESQUEMA DE LA PREGUNTA 1 NO ES IGUAL al del RESTO de PREGUNTAS.", Resolved

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[CASTELLÀ] El objetivo se es conseguir un diseño atractivo e innovador, a la par que crear una funcionalidad muy adaptada a las terrazas. Se partirá desde la parte más formal y la presencia y personalidad del producto. Tras definir estos aspectos, se creará el mecanismo que define la funcionalidad del producto El resto de aspectos formales como la asignación de materiales, el estudio de deformaciones y tensiones y demás cálculos, se aplicarán a posteriori una vez se haya diseñado la forma y el mecanismo del producto. El documento girará entorno de los tres subconjuntos que forman el conjunto, la base, el soporte y el cabezal. Es importante mencionar que, a nivel técnico, no se desarrollará el cabezal. Esto es debido a los conocimientos que requiere el desarrollar un cabezal que tenga en cuenta la física y control del aire. De este modo, se diseñara un acople o soporte para un cabezal, siendo el cabezal aportado por otra empresa externa al proyecto. Además tampoco se detallará la parte eléctrica ni electrónica del producto, la parte funcional se definirá a partir de la mecánica y de la interacción con el usuario. Durante el desarrollo del proyecto surgen algunos resultados y consideraciones que obligan a realizar unos cambios finales sobre el producto. Estos cambios son mencionados y estudiados en el proyecto, pero su aplicación final no entra en los límites del trabajo, sino que se consideran a posteriori, previo a la fabricación del producto. Dejando estos aspectos técnicos más específicos, los resultados finales son positivos, ya que han sido resueltos. Por un lado, la estética del producto es convincente y singular, sin dejar de ser elegante e innovadora. Además, los colores y materiales usados lo convierten en un producto muy adaptable a cualquier tipo de terrazas. En cuanto a funcionalidad, de modo general,se ha conseguido que se adapte mucho a este tipo de espacios, dando más preferencia al área de dispersión de aire del cabezal que no a la potencia y alcance, [ANGLÈS] The objective is to achieve an attractive and innovative design, while creating a functionality very adapted to the terraces. It will start from the most formal part and the presence and personality of the product. After defining these aspects, create the mechanism that defines the functionality of the product The restoration of formal aspects such as the allocation of materials, the study of deformations and stresses and other calculations, will be applied later once the shape and mechanism of the product. The document will revolve around the three subsets that make up the assembly, the base, the support and the head. It is important to find that, a technical level, the head will not develop. This is due to the knowledge that requires the development of a head that takes into account physics and air control. Thus, an attachment or support for a head is designed, the head being provided by another company outside the project. In addition, the electrical or electronic part of the product will be detailed, the functional part will be defined from the mechanics and the interaction with the user. During the development of the project, some results and considerations arise that require final changes to be made to the product. These changes are considered and studied in the project, but their final application does not enter the limits of the work, but is considered a posteriori, prior to the manufacture of the product. Leaving these technical aspects more specific, the final results are positive, since they have been resolved. On the one hand, the aesthetics of the product is convincing and unique, while remaining elegant and innovative. In addition, the colors and materials used make it a very adaptable product to any type of terrace. In terms of functionality, in general, it has been achieved that it adapts a lot to this type of spaces, giving more preference to the area of dispersion of the air of the head that is not the power and the scope of this.

Grinding energy efficiency depends on the appropriate selection of cutting conditions, grinding wheel, and workpiece material. Additionally, the estimation of specific energy consumption is a good indicator to control the consumed energy during the grinding process. Consequently, this study develops a model of material-removal rate to estimate specific energy consumption based on the measurement of active power consumed in a plane surface grinding of C45K with different thermal treatments and AISI 304. This model identifies and evaluates the dissipated power by sliding, ploughing, and chip formation in an industrial-scale grinding process. Furthermore, the instantaneous positions of abrasive grains during cutting are described to study the material-removal rate. The estimation of specific chip-formation energy is similar to that described by other authors on a laboratory scale, which allows to validate the model and experiments. Finally, the results show that the energy consumed by sliding is the main mechanism of energy dissipation in an industrial-scale grinding process, where it is denoted that sliding energy by volume unity decreases as the depth of cut and the speed of the workpiece increase., Peer Reviewed, Postprint (published version)

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To contribute in the increase of the productivity and to the energetic saving in companies, the present thesis focuses the investigation on the process of grinding. The energetic efficiency grinding one depends on the suitable selection of different aspects, such as the cutting conditions, the characteristics of the grinding wheel and the material to cut. Consequently, a good indicator to evaluate the energy saving is the estimation of the specific energy consumption SEC. In this study, a strategy is developed to estimate the SEC in the plane surface grinding. This strategy consists on developing a model of the material removal rate Qw, by measuring the power consumption P during grinding of different materials and characterizing the grinding wheel. In particular, this model calculates material removal rate by considering the instantaneous position of the abrasive grains, the cutting parameters and the grain density of the wheel. Finally, the model is developed from the definition of the thickness of chip removed and is compared with other models presented by previous investigations. On the other hand, the experimental measurement of the power consumption by the electric motor is carried out for different cutting conditions and during successive grinding passes. To process the experimental data, subroutines are created that make the interpretation of the results feasible. It is also allow to identify the three phenomena associated to the powers dissipation which characterize this metal cutting process: friction, plastic deformation and chip formation. The grinding wheel topography was measured with laser technology and in the conventional way with diamond cuttings tools, to detached grains and, then measure the average of the grain diameter. Finally, the simulation of the SEC for different depths of cut and feed rate of the piece is carried out. The value obtained from the specific energy consumption in the formation of the chip is similar to that described by other, Con la finalidad de contribuir al aumento de la productividad de las empresas y al ahorro energético, la tesis aquí expuesta dedica la investigación al proceso de rectificado. La eficiencia energética del rectificado depende de la adecuada selección de diferentes factores, entre ellos las condiciones de corte, las características de la muela y el material de la pieza. Un buen indicador para la evaluación de la energía es la estimación de la energía específica consumida SEC. En este estudio se desarrolla una estrategia para estimar la SEC en el rectificado superficial plano. Dicha estrategia, consiste en desarrollar el modelo de la tasa de material removido Qw, medir la potencia consumida durante el rectificado de distintos materiales y caracterizar la muela de rectificar. Dicho modelo, calcula la tasa de material removido considerando la posición instantánea de los granos abrasivos, los parámetros de corte y la densidad de granos de la muela. El modelo es desarrollado a partir de la definición del espesor de viruta arrancada y fue comparado con los modelos presentados por otras investigaciones. Por otra parte, la medición experimental de la potencia consumida por el motor eléctrico se realiza para distintas condiciones de corte y durante sucesivas pasadas de rectificado. Para procesar los datos experimentales se crean subrutinas que hacen viable la interpretación de los resultados y que permiten identificar las potencias disipadas por los tres fenómenos que caracterizan a este proceso: el rozamiento, la deformación plástica y la formación de la viruta. Para obtener las características de la muela se midió su topografía mediante tecnología láser y se realizaron diversos diamantados, de cuyos granos desprendidos se utilizaron para medir el diámetro medio del grano. Finalmente, se realiza la simulación de la energía específica para diferentes profundidades de corte y velocidad de avance de la pieza. El valor obtenido de la energía específica consumida en la formación d, Postprint (published version)

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El presente Trabajo de Fin de Grado (TFG) tiene como objetivo principal desarrollar el diseño de una maqueta experimental del mecanismo de apertura y cierre de válvulas de motores de combustión interna, concretamente el de la culata de una furgoneta. Una vez establecida la maqueta se realizarán ensayos de posibles fallos de sus componentes, haciendo hincapié en el desgaste de los muelles. Seguidamente, se planteará un procedimiento matemático para la detección de fallos previsibles gracias a la extracción de los datos a través de un modelo de referencia. Finalmente se ha optado por obtener los resultados mediante simulaciones con el programa SolidWorks para validar la propuesta.

In this article, the influence of electropulsing on the machinability of steel S235 and aluminium 6060 has been studied during conventional and electropulsing-assisted turning processes. The machinability indices such as chip compression ratio ¿, shear plane angle f and specific cutting energy (SCE) are investigated by using different cutting parameters such as cutting speed, cutting feed and depth of cut during electrically-assisted turning process. The results and analysis of this work indicated that the electrically-assisted turning process improves the machinability of steel S235, whereas the machinability of aluminium 6060 gets worse. Finally, due to electropluses (EPs), the chip compression ratio ¿ increases with the increase in cutting speed during turning of aluminium 6060 and the SCE decreases during turning of steel S235., Peer Reviewed, Postprint (published version)

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This article describes the development of a methodology to measure the specific cutting energy (SCE) in drilling. The SCE allows to characterize the machining process, thus obtaining a technologic approach to plan the technologic road map of the chip removal process. The main frame of this machine consists of a pedestal drill, instrumented with a meter, a motor that controls the spindle feed rate, safety elements such as limit switches and an active power meter coupled to the drill motor. The mechanical power is calculated indirectly through the active power. To this end, it must have a previous calibration with a dynamometer torque cell to record the output curve and, subsequently, display the relationship between the mechanical power and the active electrical power. To validate the capability of this method, SCE of three different materials are evaluated: 7075-T6 aluminium, C45E steels and 34CrNiMo6. Accordingly, it has been verified that the estimated SCE values correspond to those described by the literature. The influence of several parameters, like the cutting speed and the feed rate, on the SCE let us estimate the sensitivity of this method. Finally, this works shows that the SCE in steel increases with the increase of the feed rate, whereas in aluminium the behaviour is the opposite, the SCE decreases as the feed rate increases., Este artículo describe el desarrollo de un método para evaluar la Energía Específica de Corte (EEC) en el taladrado. Este parámetro permite caracterizar el proceso de mecanizado, obteniendo con ello un modelo tecnológico general que permite realizar la planificación del proceso de arranque de viruta. El cuerpo principal de la máquina está formado por un taladro de pedestal, instrumentalizado con: un motor que controla la velocidad de avance del husillo, los elementos de seguridad para los finales de carrera y un medidor de potencia activa acoplado al motor del taladro. La potencia mecánica se obtiene indirectamente a través de la potencia activa, realización una calibración previa con un dinamómetro de par, de la que se obtiene la curva que relaciona la potencia mecánica con la potencia activa. Para demostrar el correcto funcionamiento del método se evalúa la EEC de tres materiales, un aluminio 7075-T6 y los aceros C45E y 34CrNiMo6. Se ha podido comprobar que los valores estimados de energía corresponden a los descritos en la literatura. Un estudio de la dependencia que tiene la EEC de los parámetros velocidad de corte y velocidad de avance, permite observar la sensibilidad del método. Finalmente, este trabajo muestra que la EEC en los aceros aumenta a medida que aumenta la velocidad de avance, en cambio en el aluminio el comportamiento es inverso, la EEC disminuye a medida que la velocidad de avance aumenta., Peer Reviewed, Postprint (published version)

The main objective of this paper is to drive a rotary inverted pendulum by following a desired navigation instruction. This navigation is commanded by the user through a new electromagnetic device which is allowed to perturb the pendulum from its upright position. This apparatus consists of an electronic magnetic driving circuit to introduce commands and realized via two operated magnetic coils. So, the external programmed magnetic perturbation can be seen as external commandments. Therefore, the control problem statement is solved via a modified regulation control implementation, to maintain the pendulum on its upright position and giving free manipulation of the base of the rotary inverted pendulum. Hence, by using the corresponding H8-linear matrix inequality technique, a static state controller is designed and tested experimentally so supporting our findings., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

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En este trabajo se analizan las ventajas de la fabricación aditiva en la industria y se desarrolla la explicación de las técnicas de impresión en 3D que existen actualmente como contexto además del desarrollo de un proyecto consistente en una variante de una de las tecnologías ya existentes. Se hace un estudio sobre posibles aplicaciones, tanto las que ya se llevan a cabo, como las futuras aplicaciones que se esperan en sectores como la medicina, la automoción, el sector aeronáutico y alimentación. Para todo ello, se explican las propiedades de los materiales y los sistemas de diseño asistido por ordenador utilizados, necesarios para llevar a cabo el proceso. Después de reflejar la situación actual y la posible tesitura a la que nos enfrentamos, es diseñado y analizado una nueva variante de las extrusoras, en la cual, se variarán sus temperaturas de contorno y extrusión. Se analiza la viabilidad económica e ingeniera del proyecto y se concluye con los avances que pueda representar. La investigación previa a este proyecto ha sacado a relucir el vacío que existe en los extrusores para temperaturas más bajas en la fabricación aditiva. El mercado actual es exclusivamente para materiales cuya temperatura de fusión (Tf) es mayor a la temperatura ambiente (Tamb). Pero, ¿qué pasa con aquellos materiales que su temperatura de fusión es muy próxima a la temperatura de fusión? Ésta es la razón de este proyecto.