Search

L’objectiu d’aquest projecte és desenvolupar protectors de cantoneres per al trasllat dels mobles, utilitzant una pasta reciclada composta per fibres de roba post consum i additius naturals. Abordant el problema del consum excessiu de productes d’un sol ús i la producció massiva de roba, es proposa una solució innovadora per reutilitzar aquestes fibres i reduir la quantitat de deixalles tèxtils. El projecte cerca fomentar la producció sostenible i l'economia circular, i promoure la consciència ambiental a la indústria del packaging i del tèxtil., El objetivo de este proyecto es desarrollar protectores de esquinas para el traslado de muebles, utilizando una pasta reciclada compuesta por fibras de ropa post consumo y aditivos naturales. Abordando el problema del consumo excesivo de productos desechables y la producción masiva de ropa, se propone una solución innovadora para reutilizar estas fibras y reducir la cantidad de desechos textiles. El proyecto busca fomentar la producción sostenible y la economía circular, y promover la conciencia ambiental en la industria del packaging y del textil., The aim of this project is to develop corner protectors for furniture transportation, utilizing a recycled paste composed of post-consumer clothing fibers and natural additives. Addressing the issue of excessive disposable product consumption and mass production of clothing, the project proposes an innovative solution to repurpose these fibers and reduce textile waste. The project seeks to promote sustainable production and circular economy practices, fostering environmental awareness in both the packaging and textile industries.

En aquest treball de final de grau es presenta un estudi exhaustiu sobre la impressió 3D, l’objectiu es presentar variïs aspectes clau en relació amb el seu funcionament i diferents investigacions pioneres dintre del camp de les tecnologies 3D i el seu impacte mediambiental. També els avantatges que pot arribar a oferir dintre de diferents àmbits estructurals. El estudi proporciona una visió completa en àrees especialitzades com la farmacologia, a part el anàlisis crític i la proposta de solucions especifiques per a problemes. Aquest estudi no pretén resoldre les problemàtiques plantejades, sinó tan sols exposar, en els àmbits a estudiar, quines línies de treball existeixen.

Aquest Treball de Fi de Grau és la continuació del treball Dimensional analysis and characterization of multi-material sensors produced via material extrusion 3D Printing, de Víctor Alabau. L'objectiu d'aquest treball és la caracterització d'un sensor multimaterial fabricat mitjançant la impressió 3D a través de la conducció de proves metrològiques i l'anàlisi de la relació entre els paràmetres d'impressió 3D i les seves respostes. Partint de dades de treballs anteriors i de recents prototips de l'Espai de Fabricació Digital, s'ha realitzat un DOE en el qual s'han modificat els paràmetres de temperatura i de Flow de les diferents provetes, ja que es creu que tenen un gran efecte en l'acabat. Pel que fa a les respostes, s'han conduït mesures de dimensions, de rugositat i elèctriques. S'ha documentat tot el procés d'experimentació inicial per definir variables influents per a dur a terme el DOE, el procés d'anàlisi dels resultats del DOE amb les corresponents conclusions. A l'inici del treball s'ha fet una explicació teòrica de les bases del treball i s'ha documentat tots els mètodes i aparells de mesura i impressió emprats durant el transcurs del treball. Finalment, s'han extret propostes de millora per a futurs treballs. Els materials utilitzats al treball han estat el Filaflex 95a i el Filaflex 92a conductor, dos filaments molt flexibles i tot i que, també s'ha intentat implementar el PLA a les provetes. Un cop realitzat el DOE s'han obtingut els resultats de temperatura i Flow de 240 °C i 105% respectivament per al Filaflex 95a, així com 250 °C i 110% per al Filaflex 92a. Aquests valors dels paràmetres garanteixen aconseguir els millors resultats del model desenvolupat aquest treball. Quant a les respostes elèctriques s'ha detectat que les provetes pateixen el fenomen d'histèresi i que quan es deformen en lloc d'augmentar el valor de resistència, el disminueixen.

Aquest Treball de Fi de Grau (TFG) se centra en la creació d'una solució automatitzada destinada al dosatge precís de material en pols utilitzada en els processos additius de metalls. Per a abordar aquest desafiament, es realitza una exhaustiva revisió dels fonaments teòrics rellevants en la indústria, així com una anàlisi detallada de les pràctiques existents. La recerca s'enfoca en la conceptualització i disseny d'una màquina que abasta aspectes lògics, elèctrics i, principalment, mecànics. En l'etapa de disseny lògic, s'exploren algorismes i lògica de control necessaris per a garantir un dosatge precís i eficient del material en pols. La part elèctrica implica el disseny de sistemes de control i potència per al funcionament òptim de la màquina. No obstant això, l'èmfasi principal es col·loca en la part mecànica de la màquina. S'analitzen i desenvolupen components com a sistemes de dosatge, dispositius de distribució i mecanismes de seguretat, assegurant que la màquina pugui manejar amb precisió i fiabilitat el material en pols durant el procés de dosatge. Aquest enfocament holístic cerca no sols abordar els aspectes teòrics i conceptuals, sinó també proporcionar una solució pràctica i funcional en l'àmbit del dosatge automatitzat per a processos additius de metalls. El TFG representa un esforç integral per a crear una eina innovadora que pugui ser aplicada en la indústria, millorant l'eficiència i precisió en la producció de components metàl·lics mitjançant la fabricació additiva., Este Trabajo de Fin de Grado (TFG) se centra en la creación de una solución automatizada destinada a la dosificación precisa de material en polvo utilizado en los procesos aditivos de metales. Para abordar este desafío, se realiza una exhaustiva revisión de los fundamentos teóricos relevantes en la industria, así como un análisis detallado de las prácticas existentes. La investigación se enfoca en la conceptualización y diseño de una máquina que abarca aspectos lógicos, eléctricos y, principalmente, mecánicos. En la etapa de diseño lógico, se exploran algoritmos y lógica de control necesarios para garantizar una dosificación precisa y eficiente del material en polvo. La parte eléctrica implica el diseño de sistemas de control y potencia para el funcionamiento óptimo de la máquina. Sin embargo, el énfasis principal se coloca en la parte mecánica de la máquina. Se analizan y desarrollan componentes como sistemas de dosificación, dispositivos de distribución y mecanismos de seguridad, asegurando que la máquina pueda manejar con precisión y fiabilidad el material en polvo durante el proceso de dosificación. Este enfoque holístico busca no solo abordar los aspectos teóricos y conceptuales, sino también proporcionar una solución práctica y funcional en el ámbito de la dosificación automatizada para procesos aditivos de metales. El TFG representa un esfuerzo integral para crear una herramienta innovadora que pueda ser aplicada en la industria, mejorando la eficiencia y precisión en la producción de componentes metálicos mediante la fabricación aditiva., This Final Degree Project (TFG) focuses on the creation of an automated solution for the accurate dosing of powdered material used in metal additive processes. To address this challenge, a thorough review of the relevant theoretical foundations in the industry is conducted, as well as a detailed analysis of existing practices. The research focuses on the conceptualization and design of a machine that encompasses logical, electrical and, mainly, mechanical aspects. In the logic design stage, algorithms and control logic necessary to ensure accurate and efficient dosing of the powdered material are explored. The electrical part involves the design of control and power systems for optimal machine operation. However, the main emphasis is placed on the mechanical part of the machine. Components such as dosing systems, distribution devices and safety mechanisms are analyzed and developed, ensuring that the machine can accurately and reliably handle the powder material during the dosing process. This holistic approach seeks not only to address the theoretical and conceptual aspects, but also to provide a practical and functional solution in the field of automated dosing for additive metal processes. The TFG represents a comprehensive effort to create an innovative tool that can be applied in the industry, improving the efficiency and accuracy in the production of metal components through additive manufacturing.

En aquesta última dècada han succeït una sèrie d’avenços rellevants en fabricació additiva, coneguda com a impressió 3D, crucials per a la innovació de la indústria. No només en tecnologies per a la impressió 3D, si no també creixent en viabilitats de nous materials a fabricar. La present publicació pretén donar una visió bàsica de les viabilitats de fabricació additiva amb cel·lulosa. Aquest interès és fruit d’una de les línies de recerca de CELBIOTECH i que s’estan duent a terme en el marc de la tesis doctoral que està desenvolupant l’autor. Addicionalment, es presenten alhora els avenços que estan succeint en dues línies noves de fabricació additiva: la impressió 4D, referent a materials intel·ligents, i la impressió 5D, referent a la inclusió d’un cinquè eix en els equips d’impressió

Aquest treball descriu el marc teòric i el mètode pràctic per imprimir en 3D un relleu de la superfície terrestre, dins el context de la modelització de la informació geogràfica. Es mostren exemples del mètode i dels resultats amb àrees d’estudi distribuïdes per Catalunya, de diferents morfologies i a diferents escales: àrees costaneres, àrees muntanyoses i àmbits urbans. En l’àmbit teòric i metodològic s’expliquen els conceptes relacionats amb les tècniques d’impressió 3D, fent èmfasi en el procés de conversió d’un fitxer georeferenciat habitual en entorns de Sistemes d’Informació Geogràfica (SIG) a un model a escala imprès amb una impressora 3D. El resultat és una guia per entendre el procés i la terminologia de la impressió 3D, de manera que el lector pugui materialitzar un relleu amb un cost relativament baix. Finalment es discuteixen les potencialitats i les limitacions de la tecnologia utilitzada, així com les perspectives de futur amb les properes innovacions., This work describes the theoretical framework and practical method for 3D printing a relief of the Earth’s surface, within the context of geographic information modelling. Examples of the method and results are shown with study areas distributed throughout Catalonia, of different morphologies and at different scales: coastal areas, mountainous areas, and urban areas. In the theoretical and methodological field, the concepts related to 3D printing techniques are explained, emphasizing the process of converting a georeferenced file common in Geographic Information Systems (GIS) environments to a scale model printed with a 3D printer. The result is a guide to understanding the process and terminology of 3D printing, so that the reader can create a relief with a relatively low cost. Finally, the potential and limitations of the technology used are discussed, as well as future prospects with upcoming innovations., Este trabajo describe el marco teórico y el método práctico para imprimir en 3D un relieve de la superficie terrestre, dentro del contexto de la modelización de la información geográfica. Se muestran ejemplos del método y de los resultados con áreas de estudio distribuidas por Cataluña, de diferentes morfologías y en diferentes escalas: áreas costeras, áreas montañosas y ámbitos urbanos. En el ámbito teórico y metodológico se explican los conceptos relacionados con las técnicas de impresión 3D, haciendo énfasis en el proceso de conversión de un archivo georeferenciado habitual en entornos de Sistemas de Información Geográfica (SIG) a un modelo a escala impreso con una impresora 3D. El resultado es una guía para entender el proceso y la terminología de la impresión 3D, de manera que el lector pueda materializar un relieve con un coste relativamente bajo. Por último, se discuten las potencialidades y las limitaciones de la tecnología utilizada, así como las perspectivas de futuro con las próximas innovaciones.

Aquest projecte sorgeix de la idea d'estudiar la viabilitat de dissenyar i fabricar components pel sector de l'automoció mitjançant tecnologies 3D. Per tal d'aconseguir-ho s'ha seguit un procés on primerament s'han estudiat les tecnologies 3D que s'utilitzen actualment i després s'ha fet el disseny de dos components d'un automòbil. La primera part documenta les tècniques d'impressió 3D més comunes i més fetes servir en l'actualitat, explicant els processos que fa servir cada tècnica, els materials, avantatges i desavantatges per poder veure les limitacions de cada una. Un cop fet això s'han buscat dos exemples on s'hagin fabricat components pel sector automobilístic, i s'han documentat per aprendre més sobre el tema en qüestió. Seguidament, s'ha fet la selecció dels dos components, en aquest cas un logotip i una llanta, definint uns criteris de selecció i s'han fet els dissenys per mostrar els grans avantatges que té emprar aquest tipus de tecnologies per fabricar components per l'automoció. Un cop fet els dissenys s'ha fet un estudi de construcció per veure quina seria la millor tècnica per poder fabricar cadascun dels components triats i els materials que es podrien fer sevir. Finalment, s'han proposat unes línies futures per on es podria continuar el treball i s'han extret unes conclusions finals de l'estudi.

El objetivo de este trabajo final de grado es el de proponer y tratar de validar la viabilidad de un modelo de negocio basado en la venta de moldes realizados mediante la impresión en tres dimensiones para que los niños puedan conformar juguetes a partir de cartón reciclado. La idea de negocio se basa en comercializar estos moldes para que varios centros escolares los puedan adquirir y proponer proyectos educativos en los cuales, a partir de conformar juguetes con los residuos de cartón de los hogares y de las mismas escuelas, los niños puedan adquirir conciencia sobre la importancia del reciclaje. Hoy en día, varios centros de Barcelona y Cataluña pertenecen a redes escolares que velan por la implementación de proyectos que favorezcan la formación de los niños en aspectos ambientales y hagan los centros más sostenibles. Con la ayuda de estas iniciativas, se pretende entrar al mercado con relativa facilidad. En estos moldes se introducirá una pulpa hecha a partir de cartón reciclado, agua y pasta de arroz, que actuará como compactante. Esta pasta de arroz se hará a partir de su propia cocción, utilizando cantidades reducidas de agua para que adopte una forma más consistente. Utilizando esta pasta natural como compactante, nos aseguramos de mantener la alta responsabilidad con el medio ambiente, sin añadir ningún tipo de plásticos que puedan contener otros compactantes artificiales como la cola industrial. Este documento contiene explicaciones teóricas sobre la conformación y composición del cartón tal como lo conocemos hoy en día, del uso que se le otorga, las impactantes cantidades que consumimos de estos materiales de manera anual y de su proceso de reciclaje. Se ha añadido también información sobre la evolución y orígenes tanto de este material como de su reciclaje. En cuanto al ámbito empresarial, el documento contiene un estudio del mercado actual y el entorno en el cual se desarrollaría este proyecto, además de un desarrollo detallado de los diferentes requisi

The world of additive manufacturing techniques is a realm in constant development due to the structural need of the system to optimize the productive processes of modern industry. This industry increasingly seeks new manufacturing methods that are faster, more advanced, and that increase both productivity and decrease waste generation, as the world is becoming more aware of climate change and it is necessary to use resources responsibly. And it is in this situation that additive manufacturing methods stand out above traditional industrial manufacturing processes, as these are generally based on subtractive techniques such as milling, grinding, cutting, drilling, among many others. This causes waste generation during production processes to be incredibly large compared to additive manufacturing methods, which can greatly reduce this amount of waste, achieving reductions of up to 90%. The additive manufacturing technology commonly known as WAAM (Wire arc additive manufacture), or in Spanish, fabricación aditiva por arco de alambre, is one of these additive manufacturing techniques and also the basis of the project developed in this TFG. The objective of this research is to develop the necessary interfaces for the proper functioning of a WAAM printing station, using the dependencies of the CIM UPC. To do this, I will study the station available at the center, which is composed of a UR10e cobot from Universal Robots and a modified head holding a TIQ welder from Lorch. In order to automate the welding processes, I have developed all the necessary tools for adapting G-codes to the robot in question, I have learned about the operation of the collaborative robot and its limitations, and I have established the necessary communication interfaces for data acquisition and remote robot control, thus collecting data and improving robot control.

Esta tesis tiene como objetivo analizar las propiedades superficiales y mecánicas de piezas impresas en 3D después de diversas técnicas de post-procesamiento. Inicialmente, se revisan técnicas avanzadas de fabricación aditiva y sus aplicaciones en materiales poliméricos para establecer una base teórica. La investigación luego se centra en los detalles de los polímeros HP Multi Jet Fusion (MJF) y su caracterización. Se diseñaron y fabricaron especímenes de prueba según normas establecidas. El estudio se divide en dos partes principales: el ensayo de flexión de cuatro puntos, que mide características mecánicas, y la evaluación de parámetros de rugosidad superficial. Los resultados muestran correlaciones significativas entre las técnicas de post-procesamiento y tanto la calidad superficial como las propiedades mecánicas de las piezas impresas en 3D por MJF. Esta investigación destaca el papel crítico del post-procesamiento en la optimización del rendimiento de las piezas impresas en 3D por MJF. Los hallazgos ofrecen ideas valiosas para las industrias que buscan aprovechar la tecnología MJF para aplicaciones de alto rendimiento, proporcionando una base para seleccionar métodos de post-procesamiento adecuados para lograr resultados deseados tanto en calidad superficial como en robustez mecánica., This thesis aims to analyze the surface and mechanical properties of 3D printed parts after various post-processing techniques. Initially, advanced additive manufacturing techniques and their applications to polymer materials are reviewed to establish a theoretical foundation. The research then focuses on the specifics of HP Multi Jet Fusion (MJF) polymers and their characterization. Test specimens were designed and fabricated according to established standards. The study is divided into two main parts: the four-point bending test, which measures mechanical characteristics, and the evaluation of surface roughness parameters. The results show significant correlations between post-processing techniques and both surface quality and mechanical properties of MJF 3D printed parts. This research highlights the critical role of post-processing in optimizing the performance of MJF 3D printed parts. The findings offer valuable insights for industries seeking to leverage MJF technology for high-performance applications, providing a basis for selecting appropriate post-processing methods to achieve desired outcomes in both surface quality and mechanical robustness., Aquesta tesi té com a objectiu analitzar les propietats superficials i mecàniques de les peces impreses en 3D després de l’aplicació de diverses tècniques de post-processament. En primer lloc, es revisen tècniques avançades de fabricació additiva i les seves aplicacions en materials polimèrics per establir una base teòrica sòlida. A continuació, la investigació se centra en els polímers de HP Multi Jet Fusion (MJF) i la seva caracterització específica. Es van dissenyar i fabricar espècimens de prova segons els estàndards establerts. L’estudi es divideix en dues parts principals: la prova de flexió en quatre punts, que mesura les característiques mecàniques, i l’avaluació dels paràmetres de rugositat superficial. Els resultats mostren correlacions significatives entre les tècniques de post-processament i la qualitat superficial, així com les propietats mecàniques de les peces impreses en 3D mitjançant MJF. Aquesta investigació ressalta el paper crucial del post-processament en l’optimització del rendiment de les peces impreses en 3D amb MJF. Les troballes proporcionen perspectives valuoses per a les indústries que busquen aprofitar la tecnologia MJF per a aplicacions d’alt rendiment, oferint una base per a la selecció de mètodes de post-processament adequats per aconseguir els resultats desitjats en termes de qualitat superficial i robustesa mecànica.

Two new vitrimeric materials have been studied for potential additive manufacturing applications such as 3D- printing. A monomer containing disulfide bonds and ß-hydroxyesters was easily synthesized from two low- cost and commercially available reagents. Another disulfide-containing monomer was synthesized for compar- ison purposes. Materials were prepared through a UV-light radical polymerization of methacrylates. The addition of two reactive diluents such as poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PEGMA) and ethylene glycol phenyl ether methacrylate (EGPMA) was necessary to achieve a suitable viscosity for the curing as well as for their printability. The curing process was controlled by FTIR. Thermomechanical properties were investigated by means of DMTA analysis revealing near-ambient Tg values. Stress relaxation tests revealed that both materials were capable to relax the 63% of the initial stress in less than 10 min at 110 ¿C. The recyclability of the materials was achieved, and the mechanical and thermomechanical properties of the recycled samples were compared to the virgin ones revealing a great recovery of the initial properties. Finally, Digital Light Processing (DLP) technique was used to print complex structures with high resolution highlighting the great potential of these vitrimeric materials in 3D printing., This work was funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation (MCIN/AEI/10.13039/501100011033) through R&D projects PID2020-115102RB-C21 and PID2020-115102RB-C22, and also by Generalitat de Catalunya (2021-SGR-00154 and BASE3D). X. Fernández-Francos and O. Konuray acknowledge the Serra-Húnter programme (Generalitat de Catalunya)., Objectius de Desenvolupament Sostenible::9 - Indústria, Innovació i Infraestructura, Postprint (published version)

El avance de nuevas tecnologías en la construcción, como la impresión 3D, ofrece una oportunidad para explorar alternativas innovadoras en el uso de materiales tradicionales como la tierra, que está ganando cada vez más relevancia debido a sus características sostenibles. Esta investigación se centró en una revisión de los estudios actuales sobre la impresión 3D con tierra. Desde sus primeros desarrollos hasta las investigaciones más recientes, tanto en el sistema constructivo como en el material en sí. Es importante destacar que la tierra utilizada en este contexto no sigue estándares predefinidos, ya que el enfoque principal es emplear los recursos locales, lo que implica variaciones en proporciones y componentes. Tras investigar diversos tipos de mezclas de tierra, se llevó a cabo una campaña experimental utilizando tres tipos de tierra suministrados por el laboratorio de la EPSEB. El objetivo fue caracterizarlos y comprender su composición para determinar cuál sería la más adecuada para la impresión. Posteriormente, se evaluó la tierra seleccionada con diferentes tipos de agregados para comprender su papel en este contexto de materiales. Finalmente, se realizó un análisis de los resultados de la campaña experimental para identificar las ventajas de la tierra seleccionada y determinar qué agregados resultaron más eficaces en términos de retracción. Los resultados revelaron que la tierra más idónea para la construcción resultó ser la proveniente de Sant Cugat, gracias a su equilibrio entre arcilla, limo y arena. En cuanto a los agregados, se demostró que las fibras naturales estudiadas fueron las más eficaces para contrarrestar la retracción, logrando así minimizar la formación de grietas en las estructuras.

Aquest Treball Final de Grau presenta el desenvolupament d'un prototip de dron dissenyat per a la detecció d'incendis forestals, destacant per la seva combinació d'eficiència i economia. Aquesta aeronau està equipada amb una càmera tèrmica i una càmera òptica que treballen conjuntament gràcies a un model d’intel·ligència artificial, permetent una detecció precoç i precisa dels incendis. La fusió de dades visuals i tèrmiques proporciona una major precisió i fiabilitat, reduint significativament les falses alarmes. El projecte es centra en el disseny de l'estructura del dron, assegurant que cada peça estigui meticulosament planificada i modelada per operar de manera òptima en situacions d'alta exigència. S'han millorat aspectes fonamentals com l'estabilitat i la capacitat de càrrega. Amb la utilització de sis motors, s'ha optimitzat la distribució del pes i la resistència estructural per garantir una durabilitat excel·lent. Per realitzar aquesta part del disseny, s'ha utilitzat el programari CAD SolidWorks com a eina principal per crear les parts, acoblar-les i mesurar les propietats mecàniques. L'element més innovador del projecte és el tren d'aterratge, dissenyat des de zero i imprès en 3D, que ha aconseguit una reducció de pes significativa respecte al model original. Aquest disseny permet una fàcil substitució de les parts danyades, reduint els costos de manteniment i augmentant l'autonomia de vol. Finalment, aquest TFG està compost per tres volums: la memòria, un apartat amb tots els plànols de les peces conformades amb el software i un pressupost detallat del cost dels components i del projecte en la seva totalitat., Este Trabajo Final de Grado presenta el desarrollo de un prototipo de dron diseñado para la detección de incendios forestales, destacando por su combinación de eficiencia y economía. Esta aeronave está equipada con una cámara térmica y una cámara óptica que trabajan conjuntamente gracias a un modelo de inteligencia artificial, permitiendo una detección precoz y precisa de los incendios. La fusión de datos visuales y térmicos proporciona una mayor precisión y fiabilidad, reduciendo significativamente las falsas alarmas. El proyecto se centra en el diseño de la estructura del dron, asegurando que cada pieza esté meticulosamente planificada y modelada para operar de manera óptima en situaciones de alta exigencia. Se han mejorado aspectos fundamentales como la estabilidad y la capacidad de carga. Con la utilización de seis motores, se ha optimizado la distribución del peso y la resistencia estructural para garantizar una durabilidad excelente. Para realizar esta parte del diseño, se ha utilizado el software CAD SolidWorks como herramienta principal para crear las partes, acoplarlas y medir las propiedades mecánicas. El elemento más innovador del proyecto es el tren de aterrizaje, diseñado desde cero e impreso en 3D, que ha conseguido una reducción de peso significativa respecto al modelo original. Este diseño permite una fácil sustitución de las partes dañadas, reduciendo los costes de mantenimiento y aumentando la autonomía de vuelo. Finalmente, este TFG está compuesto por tres volúmenes: la memoria, un apartado con todos los planos de las piezas conformadas con el software y un presupuesto detallado del coste de los componentes y del proyecto en su totalidad., This Final Degree Project presents the development of a drone prototype designed for the detection of forest fires, standing out for its combination of efficiency and economy. This aircraft is equipped with a thermal camera and an optical camera that work together thanks to an artificial intelligence model, allowing early and accurate detection of fires. The fusion of visual and thermal data provides greater accuracy and reliability, significantly reducing false alarms. The project focuses on the design of the drone's structure, ensuring that each part is meticulously planned and modeled to operate optimally in high-demand situations. Fundamental aspects such as stability and load capacity have been improved. With the use of six motors, weight distribution and structural strength have been optimised to ensure excellent durability. To perform this part of the design, SolidWorks CAD software has been used as the primary tool to create the parts, couple them, and measure the mechanical properties. The most innovative element of the project is the landing gear, designed from scratch and 3D printed, which has achieved a significant weight reduction compared to the original model. This design allows for easy replacement of damaged parts, reducing maintenance costs and increasing flight range. Finally, this TFG is made up of three volumes: the report, a section with all the plans of the parts made up with the software and a detailed budget of the cost of the components and the project as a whole.

Aquest treball parteix de la iniciativa de voler crear una plataforma digital per aconseguir ajudes funcionals personalitzades mitjançant la impressió 3D. Aquesta plataforma serà el que es coneix com a RehabLab. A més, es pretén que aquest servei estigui a l’abast de tothom que ho necessiti, sense importar la seva situació personal. Concretament, aquest treball se centrarà en casos determinats de gent amb discapacitat funcional. El principal objectiu del treball és dissenyar i fabricar ajudes funcionals personalitzades a certs usuaris, amb la finalitat de promoure la inclusió social i que cobreixin les carències individuals. Per poder assolir l'objectiu del treball es durà a terme un estudi exhaustiu de les metodologies de fabricació additiva així com un estudi de les solucions ja existents. Per tant, aquest treball està pensat per exemplificar, mitjançant casos particulars, el que es voldrà sistematitzar i estendre a altres centres de salut repartits pel territori català amb la xarxa RehabLab.cat. En concret, en aquest treball es desenvolupa el cas de l’Anna i un segon cas de disseny d’un suport per al mànec de dutxa.

Aquest estudi s'enfoca a millorar les propietats del titani pur de grau 2 per al seu ús en implants ossis. Es va utilitzar la tècnica d'impressió 3D Direct Ink Writing (DIW) per a fabricar mostres, les quals van ser tractades amb plata i calci per a estimular l'osteointegració i millorar la resistència antibacteriana. Posteriorment, es van esterilitzar mitjançant autoclau, radiació gamma i òxid etilè i es van comparar amb mostres que no van ser esterilitzades, per a avaluar l'efecte del procés d'esterilització en les propietats del material. Per a estudiar l'efecte de l'esterilització, es va realitzar una caracterització superficial mitjançant microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i espectroscopía de fotoelectrons de raigs X (XPS), assegurant així que es genera l'estructura esperada. Es van realitzar assajos d'alliberament d'ions, proves microbiològiques i assajos d'adhesió cel·lular amb la finalitat d'avaluar la capacitat antimicrobiana i biocompatibilitat de les provetes. Addicionalment s'analitzen i s'estudien les diferents propietats mecàniques del titani, per a així justificar la selecció d'aquest material i del patró Honeycomb (HC). Els resultats van destacar una certa influència de la tècnica d'impressió 3D, però els tractaments termoquímics van ser els que van repercutir més en les propietats de les mostres. Encara que es va observar un cert impacte del mètode d'esterilització, les diferències principals entre les mostres esterilitzades i no esterilitzades estaven relacionades amb processos previs. Se suggereix millorar la precisió de la impressió 3D i realitzar controls mitjançant la tècnica SEM, en diferents etapes dels tractaments termoquímics. Això ajudaria a determinar les diferents propietats i milloraria la qualitat dels empelts ossis., Este estudio se enfoca en mejorar las propiedades del titanio puro de grado 2 para su uso en implantes óseos. Se utilizó la técnica de impresión 3D “Direct Ink Writing” (DIW) para fabricar muestras, las cuales fueron tratadas con plata y calcio para estimular la osteointegración y mejorar la resistencia antibacteriana. Posteriormente, se esterilizaron mediante autoclave, radiación gamma y óxido etileno y se compararon con muestras que no fueron esterilizadas, para evaluar el efecto del proceso de esterilización en las propiedades del material. Para estudiar el efecto de la esterilización, se realizó una caracterización superficial mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), asegurando así que se genera la estructura esperada. Se realizaron ensayos de liberación de iones, pruebas microbiológicas y ensayos de adhesión celular con el fin de evaluar la capacidad antimicrobiana y biocompatibilidad de las probetas. Adicionalmente se analizan y se estudian las distintas propiedades mecánicas del titanio, para así justificar la selección de este material y del patrón Honeycomb (HC). Los resultados destacaron cierta influencia de la técnica de impresión 3D, pero los tratamientos termoquímicos fueron los que repercutieron más en las propiedades de las muestras. Aunque se observó cierto impacto del método de esterilización, las diferencias principales entre las muestras esterilizadas y no esterilizadas estaban relacionadas con procesos previos. Se sugiere mejorar la precisión de la impresión 3D y realizar controles mediante la técnica SEM, en distintas etapas de los tratamientos termoquímicos. Esto ayudaría a determinar las distintas propiedades y mejoraría la calidad de los injertos óseos., This study focuses on improving the properties of pure grade 2 titanium for use in bone implants. The Direct Ink Writing (DIW) 3D printing technique was used to produce samples treated with silver and calcium, to promote osseointegration and improve antibacterial resistance. The samples were then sterilised by autoclaving, gamma irradiation and ethylene oxide and compared with unsterilised samples to evaluate the effect of the sterilisation process on material properties. To investigate the effect of sterilisation, surface characterisation was carried out using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) to ensure that the expected structure was produced. Ion release test, microbiological tests and cell adhesion tests were performed to evaluate the antimicrobial capacity and biocompatibility of the samples. In addition, the different mechanical properties of titanium were analysed and studied to justify the choice of this material and the Honeycomb (HC) pattern. The results showed some influence of the 3D printing technique, but it was the thermochemical treatments that had the biggest effect on the properties of the samples. Although some effect of the sterilisation method was observed, the main differences between sterilised and non-sterilised samples were related to the previous processes. It is suggested that the accuracy of 3D printing be improved, and SEM controls be carried out at different stages of the thermochemical treatments. This would help to determine the different properties and improve the quality of the bone grafts., Aquest estudi s'enfoca a millorar les propietats del titani pur de grau 2 per al seu ús en implants ossis. Es va utilitzar la tècnica d'impressió 3D Direct Ink Writing (DIW) per a fabricar mostres, les quals van ser tractades amb plata i calci per a estimular l'osteointegració i millorar la resistència antibacteriana. Posteriorment, es van esterilitzar mitjançant autoclau, radiació gamma i òxid etilè i es van comparar amb mostres que no van ser esterilitzades, per a avaluar l'efecte del procés d'esterilització en les propietats del material. Per a estudiar l'efecte de l'esterilització, es va realitzar una caracterització superficial mitjançant microscòpia electrònica de rastreig (SEM) i espectroscopía de fotoelectrons de raigs X (XPS), assegurant així que es genera l'estructura esperada. Es van realitzar assajos d'alliberament d'ions, proves microbiològiques i assajos d'adhesió cel·lular amb la finalitat d'avaluar la capacitat antimicrobiana i biocompatibilitat de les provetes. Addicionalment s'analitzen i s'estudien les diferents propietats mecàniques del titani, per a així justificar la selecció d'aquest material i del patró Honeycomb (HC). Els resultats van destacar una certa influència de la tècnica d'impressió 3D, però els tractaments termoquímics van ser els que van repercutir més en les propietats de les mostres. Encara que es va observar un cert impacte del mètode d'esterilització, les diferències principals entre les mostres esterilitzades i no esterilitzades estaven relacionades amb processos previs. Se suggereix millorar la precisió de la impressió 3D i realitzar controls mitjançant la tècnica SEM, en diferents etapes dels tractaments termoquímics. Això ajudaria a determinar les diferents propietats i milloraria la qualitat dels empelts ossis.

En aquest Treball de Fi de Grau s'han explorat alguns aspectes geomètrics i topològics de certs poliedres de cares corbes que es poden descompondre en un nombre enter de poliedres de Pearce congruents. En concret, s'han analitzat els que es poden descompondre en:Octaedre BCC, Tetraedre Diamant i Decaedre Tetraèdric. Com a resultat d’aquesta anàlisi es presenten: - Noves geometries d'aquests poliedres - Una anàlisi i caracterització geomètrica de les seves propietats que ha revelat que la seva topologia és molt diferent de la dels poliedres (de cares planes) - 2 Noves expressions topològiques invariants. - 6 d'aquests poliedres de cares corbes que tenen una morfologia semblant a la d'alguns poliedres (de cares planes) ja que: a) tenen una característica d'Euler que només depèn del seu gènere i que és independent de la seva forma. Això suggereix que podria no existir un criteri de convexitat per a aquests poliedres. b) poden tenir totes les seves cares regulars i congruents amb vèrtexs incongruents - Un nou poliedre de 82 cares corbes amb un alt nivell de simetria, amb una superfície d'aspecte complex i amb un volum que es pot descompondre en 14 Decaedres de Pearce congruents. - El disseny i prototipatge amb impressora 3D de 3 peces noves per construir puzles tridimensionals. - Un catàleg de les peces i unes instruccions de muntatge. - Un nou sistema de Yoshimoto amb cares corbes mínimes. - Un nou sistema estructural desmuntable inspirat en els grups de simetria del Yoshimoto de cares mínimes. Els poliedres proposats en aquest TFG segueixen patrons de la naturalesa i sembla que no hi ha informació sobre ells a la literatura científica., In this Final Degree Project, some geometric and topological aspects of certain saddle polyhedra which can be decomposed into an integer number of congruent Pearce polyhedra have been explored. Specifically, those that can be decomposed into: BCC Octahedra, Diamond Tetrahedra, Tetrahedral Decahedra. As a result of this analysis, the following are presented: - New geometries of these polyhedra - A geometric analysis and characterization of its properties that has revealed that their topology is very different from that of (flat faced) polyhedra since: a) they have an Euler characteristic that only depends on their genus and is independent of their shape. This suggests that there might be no convexity criterion for these kind of polyhedra. b) they can have all their faces regular and congruent with incongruent vertices - 2 new topological invariant expressions. - 6 of these saddle polyhedra which have a morphology similar to that of some (flat-faced) polyhedra. - A new polyhedron with 82 curved faces with a high level of symmetry, with a complex looking surface and with a volume that can be decomposed into 14 congruent Pearce decahedra. - The design and 3D printing of 3 new pieces to build three-dimensional puzzles. - A catalog of the pieces and assembly instructions. - A new Yoshimoto system with minimal curved faces. - A new detachable structural system inspired by the symmetry groups of the minimal face Yoshimoto. Polyhedra proposed in this TFG follow patterns of nature and there seems to be no information about them in the scientific literature.

L’objectiu principal d’aquest projecte és fabricar un recipient alimentari personalitzat per a persones adultes que tenen dificultats a l’hora de menjar. Per crear aquest prototip s’ha escollit el material TPU per la seva alta flexibilitat, elasticitat i viscositat. La realització d’aquest projecte s’ha dividit en quatre fases, que s’expliquen a continuació. La primera fase consisteix a crear els dissenys en 3D amb un software CAD. La segona fase es basa en la impressió en 3D amb el material PLA dels dissenys creats, per tal de verificar els dissenys i escollir quin serà el disseny definitiu per fabricar-lo amb el material TPU. La tercera fase consisteix a fabricar tot el prototip amb aquest material. Com aquest és un material nou per impressió 3D de la tècnica MEX, els seus paràmetres de fabricació òptims encara no estan definits, conseqüentment, s’ha hagut de fer un disseny d’experiments (DoE) que consisteix a variar tres paràmetres crítics i observar quina influència tenen aquests a les impressions. Les influències es veuen qualitativament als recipients (per exemple, a partir de mal acabats), o quantitativament amb proves mecàniques, les quals es realitzen a la quarta fase. A més a més, durant aquesta fase s’ha analitzat que la geometria també té una relació amb el material, per tal d’estudiar aquesta relació i quina influència té al recipient s’ha fet un altre DoE. La quarta i última fase, que tracta de fer una anàlisi quantitativa del prototip creat fabricant provetes segons norma ASTM D638 tipus IV, aquestes provetes tenien les mateixes característiques (orientació, gruix i velocitat d’impressió) que el prototip final. Per fer aquesta anàlisi s’han assajat les provetes a tracció amb la màquina d’assaig universal per tal d’assolir els resultats de les propietats mecàniques., El objetivo principal de este proyecto es fabricar un recipiente alimenticio personalizado para personas adultas que tienen dificultades a la hora de comer. Para crear este prototipo se ha escogido el material TPU por su alta flexibilidad, elasticidad y viscosidad. La realización de este proyecto se ha dividido en cuatro fases, que se explican a continuación. La primera fase consiste en crear los diseños en 3D con un software CAD. La segunda fase se basa en la impresión en 3D con el material PLA de los diseños creados, a fin de verificar los diseños y escoger cuál será el diseño definitivo para fabricarlo con el material TPU. La tercera fase consiste en fabricar todo el prototipo con ese material. Como éste es un material nuevo por impresión 3D de la técnica MEX, sus parámetros de fabricación óptimos aún no están definidos, consecuentemente, se ha tenido que hacer un diseño de experimentos (DoE) que consiste en variar tres parámetros críticos y observar qué influencia tienen éstos en las impresiones. Las influencias se ven cualitativamente en los recipientes (por ejemplo, a partir de mal terminados), o cuantitativamente con pruebas mecánicas, que se realizan en la cuarta fase. Además, durante esta fase se ha analizado que la geometría también tiene una relación con el material, a fin de estudiar esta relación y qué influencia tiene en el recipiente se ha hecho otro DoE. La cuarta y última fase, que trata de realizar un análisis cuantitativo del prototipo creado fabricando probetas según norma ASTM D638 tipo IV, estas probetas tenían las mismas características (orientación, espesor y velocidad de impresión) que el prototipo final. Para realizar este análisis se han ensayado las probetas a tracción con la máquina de ensayo universal para conseguir los resultados de las propiedades mecánicas., The main objective of this project is to manufacture a personalised food container for adults who have difficulty eating. To create this prototype, TPU material has been chosen for its high flexibility, elasticity, and viscosity. The implementation of this project has been divided into four phases, which are explained below. The first phase consists of creating the 3D designs with CAD software. The second phase is based on 3D printing the created designs with the PLA material, to verify the designs and choose the final design to be manufactured with the TPU material. The third phase consists of manufacturing the entire prototype with the TPU material. As this is a new material for 3D printing in the MEX technique, its optimal manufacturing parameters are not yet defined. Consequently, a design of experiments (DoE) has had to be carried out, which consists of varying three critical parameters and observing what influence these have on the prints. The influences are seen qualitatively on the containers (e.g. from poorly finished ones), or quantitatively with mechanical tests, which are carried out in the fourth phase. Furthermore, during this phase it has been analysed that the geometry also has a relation to the material, to study this relation and what influence it has on the vessel another DoE has been done. The fourth and last phase, which deals with carrying out a quantitative analysis of the prototype created by manufacturing specimens according to ASTM D638 type IV standard, these specimens had the same characteristics (orientation, thickness, and printing speed) as the final prototype. To carry out this analysis, the specimens were tested in traction with the universal testing machine to obtain the results of the mechanical properties.

Aquest treball desenvolupa una proposta d'intervenció mediambiental en un centre educatiu, en el marc teòric de la Unitat 3 del projecte mundial de Global Scholars: "Building Sustainable Cities". Aquest programa internacional connecta estudiants de diferents ciutats del món, i en aquest cas s'utilitzen eines de modelatge i impressió 3D. El projecte, destinat a alumnes de 2n d'ESO, serà avaluat per docents i professionals de l'ajuntament. Fomenta la interacció i el debat en fòrums en línia on els joves comparteixen idees i experiències, mitjançant metodologies AICLE i ABP. El projecte aborda necessitats competencials i vivencials, permetent als estudiants proposar projectes mediambientals en parcs municipals o dins del centre educatiu amb dissenys accessibles per a tothom i la impressió 3D. Gràcies al programa de Global Scholars, que integra aprenentatges multidisciplinaris durant el curs, es desenvolupa la competència tecnològica amb eines digitals com Tinkercad o Sketchup i físiques amb la impressió 3D. En resum, el treball proporciona eines i aprenentatges perquè els estudiants puguin desenvolupar una proposta arquitectònica que contribueixi significativament al medi ambient local. Busca la participació activa dels alumnes, fusionant competències competencials, vivencials i tecnològiques en projectes mediambientals, tot integrant la tecnologia com a element principal.

Les pràctiques de construcció sostenible són crucials per mitigar l’impacte ambiental del sector de la construcció. Aquest treball presenta una nova llosa de formigó que funciona estructuralment només a compressió, dissenyada mitjançant el principi de força a través de la geometria, promovent un canvi de paradigma cap a la minimització de l’ús de materials des de l’etapa de disseny. Aquest sistema compta amb una estructura de closca nervada de 5x5 metres, suportada per les cantonades, que ofereix una transferència de càrrega eficient i una reducció substancial de material en comparació amb les lloses planes convencionals. Per millorar encara més la sostenibilitat, el sistema proposat es planteja realitzar-lo a través de tecnologia d’impressió 3D de formigó. Aquest mètode ofereix avantatges significatius en minimització dels residus de construcció i permet una optimització precisa de l’ús de materials. Al centrar-se en la reducció de materials en la fase de disseny i en utilitzar tècniques de fabricació avançades, aquesta investigació proposa un enfocament més sostenible per a la construcció de lloses de formigó, el que potencialment pot comportar reduccions significatives en les emissions de carboni i en el consum de recursos en la indústria de la construcció., Las prácticas de construcción sostenible son cruciales para mitigar el impacto ambiental del sector de la construcción. Este trabajo presenta una nueva losa de hormigón que funciona estructuralmente solo a compresión, diseñada mediante el principio de fuerza a través de la geometría, promoviendo un cambio de paradigma hacia la minimización del uso de materiales desde la etapa de diseño. Este sistema cuenta con una estructura de cáscara nervada de 5x5 metros, soportada por las esquinas, que ofrece una transferencia de carga eficiente y una reducción sustancial de material en comparación con las losas planas convencionales. Para mejorar aún más la sostenibilidad, el sistema propuesto se plantea realizarlo a través de tecnología de impresión 3D de hormigón. Este método ofrece ventajas significativas en minimización de los residuos de construcción y permite una optimización precisa del uso de materiales. Al centrarse en la reducción de materiales en la fase de diseño y en utilizar técnicas de fabricación avanzadas, esta investigación propone un enfoque más sostenible para la construcción de losas de hormigón, lo que potencialmente puede conllevar reducciones significativas en las emisiones de carbono y en el consumo de recursos en la industria de la construcción., Sustainable construction practices are crucial for mitigating the environmental impact of the building sector. This paper introduces a compression-only concrete slab designed using the force-through-geometry principle, promoting a paradigm shift towards minimizing material use from the design stage itself. This system features a 5x5 meter ribbed shell structure, supported at the corners, offering efficient load transfer and substantial material reduction compared to conventional flat slabs. To further enhance sustainability, the proposed system leverages 3D concrete printing technology. This method offers significant advantages by minimizing construction waste and enabling precise optimization of material usage based on structural requirements. By focusing on material reduction at the design stage and utilizing advanced fabrication techniques, this research proposes a more sustainable approach to concrete slab construction, potentially leading to significant reductions in embodied carbon emissions and resource consumption in the construction industry.

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.

This work revolves around solving a problem that most 3D printers on the market have, and that is how inaccessible it is to make any changes to the extruder. In most cases, this very common task becomes unnecessarily complicated, and prevents many users from getting the most out of their printers. For this, the SMED methodology will be used, which was invented with the aim of reducing time in production processes, so the project adapts very well to this methodology. To solve it, first the needs of a 3D printer will be analyzed and then the alternatives that are currently on the market will be investigated. After analyzing which options are interesting and which are an obstacle to achieving the objective, those characteristics that are considered desirable will be selected, and the components will be selected based on how they adapt to the purpose of the project. After this, how the SMED methodology can be adapted to this specific case will be studied. Once solid foundations have been established, the project will move on to the design phase, in which proposals for resolution will be presented to the problems and challenges that have been raised in the previous sections. The project has to include all the needs of 3D printing technology, while generating an ergonomic design for the user and streamlining the process, and all this while thinking about the assembly and how the components go to join together. After this, the design has to be adapted for production, the different manufacturing processes available and the advantages and disadvantages of each one must be studied. Designs of the parts are also necessary so that they can be manufactured depending on the selected method. To complement all this work, several of the industrial methods that would be used in mass production have been tested to develop an advanced prototype, which has been documented, and has allowed us to visualize the possible improvements of the final product.

En aquest Treball de Fi de Grau s’estudia la influència que tenen certs paràmetres d’impressió en els resultats obtinguts de temps d’impressió, pes i qualitat geomètrica i dimensionals de reproduccions òssies fabricades per impressió 3D amb el material PLA (poliàcid làctic). Primer, es fa una introducció a l’estat de l’art per a contextualitzar el treball i, tot seguit, es fa una descripció dels experiments en la que es parla sobre les eines, el material d’impressió i el software implementats per a la realització del treball. A continuació es selecciona un model 3D virtual de vèrtebra humana (L4), el qual s’optimitza mitjançant software especialitzat per adaptar-lo a l’estudi que es vol realitzar, i acte seguit s’inicien les primeres impressions de prototips. En base als resultats obtinguts en aquestes primeres impressions, en les que es varia el valor de diferents paràmetres d’impressió, es determina una configuració base que proporcioni resultats òptims de pes, temps i qualitat geomètrica de les mostres. Tot seguit se seleccionen 3 paràmetres clau (percentatge de farciment, número de línies de paret i velocitat d’impressió dels suports) amb 3 nivells cadascun i, mitjançant un disseny Taguchi, es determina l’estudi i els experiments que es realitzaran. Finalment, s’imprimeixen les diferents mostres determinades anteriorment, cadascuna amb un conjunt de paràmetres assignat, de les quals es redacten i s’estudien estadísticament els seus resultats de pes, temps i qualitat dimensional per a determinar la influència dels paràmetres d’impressió seleccionats en els resultats obtinguts., This Final Degree Thesis studies the influence that certain printing parameters have on the results obtained in terms of printing time, weight and geometric and dimensional quality of bone reproductions manufactured by 3D printing with the material PLA (polylactic acid) . First, an introduction to the state of the art is given to contextualize the work, followed by a description of the experiments in which the tools, printing material and software implemented for the performance of the work. Next, a virtual 3D model of a human vertebra (L4) is selected, which is optimized using specialized software to adapt it to the study to be carried out, and the first impressions of prototypes are then started. Based on the results obtained in these first prints, in which the value of different printing parameters is varied, a base configuration is determined that provides optimal results for weight, time and geometric quality of the samples. Then 3 key parameters are selected (percentage of filling, number of wall lines and media printing speed) with 3 levels each and, by means of a Taguchi design, the study and experiments to be carried out are determined. Finally, the different samples determined previously are printed, each with a set of assigned parameters, of which their weight, time and dimensional quality results are written and statistically studied to determine the influence of the selected printing parameters in the results obtained.

El proyecto surge a partir del interés por la cultura y el arte de la cultura china: las joyas son piezas que han presenciado el largo flujo del tiempo, y a través de ellas se puede observar el transcurso de la moda y las tendencias, e incluso reflejan las tradiciones del momento. La inspiración surge en proponer una creación que pueda encapsular esa idea, una unión entre el pasado y el presente: mediante la impresión 3D, la fusión de la tradición y la tecnología puede llegar a crear diseños alternativos, ideal ante la saturación de homogeneidad del mercado. Se propone explorar diferentes viabilidades de diseño, dando provecho alguna de sus cualidades más enriquecedoras: el grado de adaptabilidad y personalización; la flexibilidad creativa sin precedentes gracias a las posibles formas complejas y detalles intrincados, difíciles de lograr con métodos de fabricación tradicionales; la eficiencia en el proceso de producción, la sostenibilidad ambiental que promete y la agilidad de iteración en los diseños. A través de un estudio exhaustivo de la metodología y del mercado, de los métodos convencionales y de las tecnologías modernas, se procederá a diseñar una línea de productos de joyería, a través del modelado digital y experimentando el proceso de impresión 3D, posteriormente el proceso de fundición, para crear un producto viable y único en el mercado, que ofrezca unos valores propios irremplazables a sus usuarios. Este proyecto no solo representa una fusión innovadora entre la tradición y la tecnología, sino que también busca promover la apreciación y el entendimiento intercultural a través del arte y la moda

Este proyecto utiliza una amplia variedad de herramientas y programario de código abierto para la creación de un gemelo digital de un amortiguador. El modelo está diseñado en SolidWorks y animado y texturizado con Blender. Posteriormente imprimido en 3D con filamento PETG. Se realiza una simulación de elementos finitos (FEM) en Ramseries para determinar la máxima tensión que provoca la presión causada por la compresión del amortiguador. Con los datos recogidos, se hace un pequeño análisis de vida a fatiga. Con el uso de una Raspberry Pi y un sensor de distancia ultrasónico, se programa el envío de datos del sensor a una plataforma de la universidad para crear y visualizar gemelos digitales. El envío de mensajería se lleva a cabo gracias al broker de MQTT Mosquitto. Posteriormente, se programa en Node-RED el traspaso de datos al gemelo digital. Gracias a estas herramientas, se consigue visualizar el gemelo digital moverse en sincronía, en tiempo real, con el modelo físico del amortiguador. A medida que el sistema se mueve, se refleja en el gemelo digital y proporciona los datos de la simulación obtenidos, proporcionales al recorrido del pistón., Aquest projecte utilitza una àmplia varietat d'eines i programari de codi obert per a la creació d'un bessó digital d'un amortidor. El model està dissenyat en SolidWorks i animat i texturitzat amb Blender. Posteriorment, imprès en 3D amb filament PETG. Es realitza una simulació d'elements finits (FEM) en Ramseries per determinar la tensió màxima que provoca la pressió causada per la compressió de l'amortidor. Amb les dades recollides, es fa una petita anàlisi de vida a fatiga. Amb l'ús d'una Raspberry Pi i un sensor de distància ultrasònic, es programa l'enviament de dades del sensor a una plataforma de la universitat per crear i visualitzar bessons digitals. L'enviament de missatgeria es porta a terme gràcies al broker de MQTT Mosquitto. Posteriorment, es programa en Node-RED el traspàs de dades al bessó digital. Gràcies a aquestes eines, es pot visualitzar el bessó digital moure's en sincronització, en temps real, amb el model físic de l'amortidor. A mesura que el sistema es mou, es reflecteix en el bessó digital i proporciona les dades de la simulació obtingudes, proporcionals al recorregut del pistó., This project utilizes a wide variety of open-source tools and software to create a digital twin of a shock absorber. The model is designed in SolidWorks and animated and textured with Blender. Subsequently, it is 3D printed with PETG filament. A finite element method (FEM) simulation is performed in Ramseries to determine the maximum stress caused by the pressure from the compression of the shock absorber. With the collected data, a small fatigue life analysis is conducted. Using a Raspberry Pi and an ultrasonic distance sensor, the sensor data is programmed to be sent to a university platform to create and visualize digital twins. The messaging is carried out thanks to the Mosquitto MQTT broker. Afterwards, the data transfer to the digital twin is programmed in Node-RED. Thanks to these tools, the digital twin can be visualized moving in sync, in real-time, with the physical model of the shock absorber. As the system moves, it is reflected in the digital twin and provides the obtained simulation data, proportional to the piston's travel.

En aquest projecte s’ha dissenyat un cotxe teledirigit que es troba en un punt mig entre estandardització i especialització, utilitzant components fabricats amb impressió 3D, fàcilment editables i intercanviables, i que pot ser muntat per blocs corresponents a diferents funcions que es vol que tingui el cotxe. Pot disposar de canvi de marxes, bloqueig de diferencial, sistema d’embragatge, selector de tracció i un disseny innovador de potència que pot ser impulsat amb un nombre arbitrari de motors, només limitat per la resistència mecànica dels components, i no requereix la sincronització de gir d’aquests. El cotxe pot ser controlat a distància mitjançant un smartphone o qualsevol altre dispositiu que pugui ser connectat per Bluetooth, controlant la velocitat de gir dels motors, la direcció, la connexió o desconnexió del sistema d’embragatge i el canvi de quatre marxes més neutre amb actuadors Lego. Manualment, amb una simple palanca, es pot escollir la tracció que es vol que tingui el cotxe (davantera, posterior o total) i el bloqueig del diferencial. També es pot canviar la relació de transmissió de totes les marxes amb dos engranatges fàcilment intercanviables ubicats al final de la caixa de canvis que actuen com a multiplicadors o reductors, depenent del diàmetre de la parella d’engranatges que es vol utilitzar. Mecànicament parlant, s’ha analitzat la resistència dels engranatges que transmeten un parell més elevat i s’ha garantit la resistència d’aquests amb l’ús de 4 motors que generen 14,5 N·cm cadascun., En este proyecto se ha diseñado un coche teledirigido que se encuentra en un punto medio entre estandarización y especialización, utilizando componentes fabricados con impresión 3D, fácilmente editables e intercambiables, y que puede ser montado por bloques correspondientes a diferentes funciones que se desea que tenga el coche. Puede disponer de cambio de marchas, bloqueo de diferencial, sistema de embrague, selector de tracción y un diseño innovador de potencia que puede ser impulsado con un número arbitrario de motores, sólo limitado por la resistencia mecánica de los componentes, y no requiere la sincronización de giro de éstos. El coche puede ser controlado a distancia mediante un smartphone o cualquier otro dispositivo que pueda ser conectado por Bluetooth, controlando la velocidad de giro de los motores, la dirección, la conexión o desconexión del sistema de embrague y el cambio de cuatro marchas más neutra con actuadores Lego. Manualmente, con una simple palanca, se puede escoger la tracción que se desea que tenga el coche (delantera, trasera o total) y el bloqueo del diferencial. También se puede cambiar la relación de transmisión de todas las marchas con dos engranajes fácilmente intercambiables ubicados al final de la caja de cambios que actúan como multiplicadores o reductores, dependiendo del diámetro de la pareja de engranajes a utilizar. Mecánicamente hablando, se ha analizado la resistencia de los engranajes que transmiten un par más elevado y se ha garantizado la resistencia de éstos con el uso de 4 motores que generan 14,5 N·cm cada uno., In this project, a remote-controlled car has been designed, standing at the innovative intersection between standardisation and specialisation. It features components manufactured with 3D printing, easily editable and interchangeable, that can be assembled by blocks corresponding to different functions that you want the car to have as gear shifting, differential lock, clutch system and traction selector. The car boasts an innovative motor design that can be driven by an arbitrary number of motors, limited only by the mechanical strength of the components, and does not require spin synchronisation. The car offers a range of control options, providing a versatile and flexible operation. It can be controlled remotely using a smartphone or any other device that can be connected via Bluetooth, allowing you to control the speed of rotation of the engines, the direction, the connection or disconnection of the clutch system and the gear change of four plus neutral gear with Lego actuators. Manually, with a simple lever, you can choose the traction you want the car to have (front, rear or total) and the differential lock. The transmission ratio of all gears can also be changed with two easily interchangeable gears located at the end of the gearbox that act as multipliers or reducers, depending on the diameter of the gear pair used. Mechanically speaking, the resistance of the gears that transmit a higher torque has been analysed, and their resistance has been guaranteed with 4 motors that generate 14,5 N·cm each.

Aquest projecte consta de vàries activitats que formen part de diferents àrees d’estudi. El projecte s’inclou dins un altre més gran on el focus és el disseny i implementació d'una plataforma web com a suport tècnic a la impressió 3D, enfocat en ajudes funcionals per a pacients amb dificultats, principalment motores. Ja s’han fet propostes generals sobre la plataforma web i el mode de treball a seguir. Tenint en compte aquests fets, aquest TFG en concret s'enfoca a determinar la validesa o no dels models proposats posant-los en ús. Per aconseguir-ho, es duran a terme diverses proves pilot amb casos reals, per tal de comprovar el funcionament del conjunt. En aquestes proves es col·laborarà amb personal sanitari i amb pacients de l’Institut Guttmann, un centre de neurorehabilitació. Per tal de dissenyar, imprimir i verificar que les ajudes funcionals concebudes són verdaderament funcionals i satisfan les expectacions dels usuaris, es mantindran diverses reunions amb el personal mencionat. Totes aquestes activitats es faran com a part del projecte "Comunitat FabLab de disseny i fabricació d'adaptacions funcionals per a les activitats de la vida diària a través de la impressió 3D". En aquest projecte, l’autor intervé a través del CIM UPC, el qual forma part del grup d'organitzacions que el duen a terme, sent responsable de la part tecnològica i desenvolupament.

En el present projecte s’han analitzat les diferents tècniques existents per la fabricació de peces de fibra de carboni i se n’ha escollit la més adient (mitjançant el mètode de decisió OWA) en funció dels objectius de que fos econòmicament accessible, tècnicament senzilla, que requerís pocs equips i que es poguessin emprar motlles impresos amb impressora 3D. Un cop determinat el mètode, s’ha definit a nivell teòric el procediment associat a aquest i se n’han realitzat 6 peces a nivell pràctic (4 d’elles aplicades al sector de drons). En total, s’han obtingut 5 peces tècnicament viables i se n’ha analitzat els acabats superficials i estructurals. També s’han emprat 3 d’aquestes peces per actualitzar un dron de plàstic a un dron de fibra de carboni. Finalment, s’ha realitzat un assaig d’impacte per determinar la resiliència del material fabricat. S’ha arribat a la conclusió de que la laminació en humit és un mètode viable per a la fabricació de peces aplicades al sector de drons tot i no obtenir els millors resultats superficials i tenir diverses limitacions geomètriques. Son per aquest motius que seria interesant comparar aquest mètode amb la infusió per buit (RTI), ja que podria oferir millors resultats.

This project aims to study the use of commercially available polymers that can be printed using FDM technology for application in small satellites (SmallSats). The great interest in space has led to increased investment in launch vehicles and missions, which have reduced launch costs and increased accessibility to space. This has allowed low-budget organisations to carry out their own satellite missions, as is the case of the UPC Space Program mission in which this project is being developed, the Horus mission. As a consequence of the use of thermoplastic filaments in the FDM 3D printing technique, a study has been developed on the properties of these polymers, and the suitability of their properties to the requirements imposed by the severe environmental conditions of space. Specifically, the conditions in low Earth orbit (LEO) have been studied, and which of these effects represent the most relevant in reference to the polymers. Subsequently, a set of requirements have been established highlighting mechanical properties, thermal properties, and parameters concerning the exposure of materials to vacuum, in order to evaluate the performance of the materials under these conditions. Within the classification of thermoplastics, a limitation of the study towards polymers with remarkable properties has allowed the development of a quantitative and qualitative study on some outstanding candidates. From these studies, two materials stand out, which are suitable for the requirements of space. Firstly, polyether ether ketone (PEEK), which is the most suitable candidate. In second place comes polycarbonate (PC), which unlike the first, stands out because it can be printed with the 3D printer available on the organisation due to its lower printing temperature. A final analysis of these two candidates provides research studies and cases of the application of these materials in the space sector, giving rise to their use in the framework of the mission. In addition to this study

En aquest treball veurem el disseny, construcció i muntatge d’una impressora 3d, capaç de crear qualsevol tipus de peça de plàstic, per complexa que sigui la seva geometria. Partint d’una peça dissenyada amb un software de disseny 3d, mitjançant electrònica, podem crear una figura amb aportació de plàstic fos mentre aquesta va guanyant altura. Actualment, al mercat hi ha moltes marques industrials que venen impressores, ja sigui per l’ús industrial i professional com per l’ús domèstic. Nosaltres hem decidit fabricar la nostra pròpia impressora per varis motius, el principal, per la inquietud de dur projectes a terme per aprendre i passar una bona estona. En segon lloc per les mesures d’impressió, vam decidir decantar-nos per una màquina de mitjanes dimensions perquè en l’inici d’aquest disseny la majoria de màquines eren més petites i volíem generar peces de diferent mides. Tot i que, com que aquesta tecnologia avança molt ràpidament, actualment ja podem trobar fàcilment màquines al mercat amb dimensions inclús per sobre de la nostra i bastant econòmiques. Per últim, al veure tanta varietat de màquines ens va ajudar a agafar els punts dèbils de cada impressora i poder fer una mescla de tots els punts més importants que creiem que ha de tenir una màquina per satisfer la funcionalitat., In this work we will see the design, construction and assembly of a 3d printer, capable of creating any type of plastic piece, no matter how complex its geometry. Starting from a piece designed with a 3d design software, using electronics, we can create a figure with a contribution of melted plastic while it is gaining height. Currently, there are many industrial brands on the market that sell printers, either for industrial and professional use or for home use. We have decided to manufacture our own printer for several reasons, the main one being the desire to carry out projects to learn and have a good time. Secondly, due to the printing measures, we decided to opt for a medium-sized machine because at the beginning of this design, most machines were smaller and we wanted to generate parts of different sizes. Although, since this technology is advancing very quickly, we can now easily find machines on the market with dimensions even above ours and quite cheap. Finally, seeing such a variety of machines helped us pick up the weak points of each printer and be able to make a mix of all the most important points that we think a machine should have to satisfy functionality.

Este proyecto se ha enfocado con el objetivo global de buscar, adquirir, ensamblar y poner en funcionamiento una impresora 3D del mercado. El propósito primordial por el cual seleccioné este proyecto fue la obtención de conocimiento sobre el mundo de la impresión 3D durante el proceso, desde la selección de la impresora hasta su funcionamiento final. Teniendo los objetivos claros de investigar y seleccionar una impresora 3D apropiada en el mercado, realizar un ensamblaje preciso y con atención a los detalles durante el proceso de construcción, desarrollar un manual de usuario para guiar el montaje y poder realizar un uso eficiente, intentaríamos llevar adelante este proyecto. Para lograr todo ello primeramente nos ponemos en contexto, informándonos sobre todo el mundo de la impresión 3D y todo aquello que conlleva, ya sea como los diferentes tipos de impresiones, materiales, etc. Seguidamente realizamos una investigación del mercado de impresoras 3D, del cual sacaremos una selección de tres alternativas y, a través de un VTP, identificaríamos la opción más adecuada para el proyecto según nuestros criterios. No obstante, se lleva a cabo un proceso cuidadoso de ensamblaje de la impresora, fotografiando cada paso y tomando notas de los puntos o aspectos que podrían ser perjudiciales y necesarios de poner hincapié a la hora de realizar el manual. Para así garantizar que la redacción del manual de usuario tenga la suficiente claridad y comprensión. Después de todo, llegamos a la conclusión que tanto la investigación y la elección de la impresora es fundamental para el proceso de adquisición de la impresora 3D. Un ensamblaje adecuado garantiza un funcionamiento óptimo de la impresora. Y la redacción de un manual de usuario detallado, facilita el montaje y un uso efectivo de la impresora. En resumen, este proyecto logra no solo el ensamblaje exitoso de una impresora 3D, sino también la creación de un recurso educativo valioso en forma de un manual de usuario, contribuyendo

Aquest treball es centra en la investigació sobre la capacitat de ponteig que tenen els fils de formigó d’impressió 3D. Això en altres paraules vol dir que s’analitzarà com es comporta un fil de formigó quan aquest ha de fer de pont/connexió per tal de formar una estructura reticulada, per veure, en cas de que el resultat sigui favorable, si pot tenir una aplicació a major escala i poder-se aplicar, per exemple, a la construcció de façanes per edificis, on l’aire pugui circular a través d’elles i poder refrigerar la part més exterior de l’edifici, o bé perquè l’aigua i/o els peixos i altres animals puguin passar a través d’aquesta estructura reticulada en cas d’aplicar-se aquest tipus d’estructures a un medi aquàtic. Quan es parla d’estructura reticulada, es parla de fer un creuament de línies d’impressió, per tal de teixir una mena de xarxa, de dues línies d’impressió d’alçada, on per exemple, les línies horitzontals en l’eix X son el nivell 0, i les horitzontals en l’eix Z son les que es col·loquen a sobre d’aquestes i fan de pont. Això es durà a terme mitjançant la investigació de components a afegir al formigó, ja sigui per variar el valor de la seva densitat, com poden ser els microbòlits de silici o bé, components on recolzar el formigó, per tal de donar una rigidesa i un punt de suport addicional a aquest, com bé podria ser un exemple, una malla vegetal, o de filaments recoberts d’alguna resina. S’analitzaran diferents materials, i d’aquests materials, s’analitzaran diferents consistències per veure al final, si combinant aquests materials amb els components que varien les propietats del formigó, esmentats en el paràgraf anterior, quina de totes aquestes combinacions és la més favorable a l’hora d’intentar donar una solució al problema inicialment plantejat., This document focuses on investigating about concrete’s capacity to bridge gaps when 3D printed. In other words, this means analising its behaviour when it has to connect or be the connection in order to form a, sort of, reticulated structure, to see in case it works, whether this can be applied, for example, when building a building’s facade, where air can circulate through this structure, in order to refrigerate or ventilate the exterior part of said building, or, in another example, so that when this structure is built for underwater environments for whatever the reason may be, fish can pass through it, or even shelter around it. When talking about a reticulated structure, we talk about making a print lines crossover, to weave a sort of web, with two print lines of height, where, for example, horizontal lines within the X axis are level 0, and horizontal lines within the Z axis are level 1. This will be done investigating compontonents to add to the concrete, whether it may be to vary its denisty, like silicon microspheres,or components where concrete can rest on, to give this one an additional support, i.e. a mesh made out of natural components, reinforced by epoxy resin. Different materials will be analised, and also different consistencies of these, to, in the end, see whether combining these materials with properties varying materials, which of these combinations turns out to be the most suited to give these problem a solution to.

La impressió 3D amb formigó és un nou tipus de fabricació en el món de la construcció, i s'ha utilitzat cada cop més en els últims anys pels avantatges que presenta. La impressió 3D ens permet crear estructures a gran escala de manera més eficient que de manera tradicional, gràcies a l'optimització del morter i, gràcies a aquesta optimització, també trobem un estalvi econòmic pel fet d'utilitzar menys material i menys temps de fabricació. . D'altra banda, hi ha uns beneficis molt grans que només s'aconsegueixen amb la impressió 3D amb morter. Un d'aquests avantatges és el fet que no calen motlles per poder fer estructures complexes, generant així un estalvi de costos quan es vol fabricar una estructura que no sigui plana. En el següent treball s'ha realitzat un banc de formigó imprès en 3D, utilitzant un suport tèxtil per donar resistència al conjunt. Per a això es va dissenyar un banc adequat per al medi ambient, seguint la normativa de la Comunitat Autònoma de Catalunya en matèria de mobiliari urbà, així com les normes d'ergonomia, fent-lo funcional en tots els seus sentits. També s'han fet els plànols de les peces del banc, s'ha escrit tot el procés d'impressió, s'han fet renders fotorealistes del banc al mig, i s'han explicat cadascuna de les seves parts per tal d'optimitzar l'ús del material al màxim. Pel que fa al suport tèxtil, s'han buscat diferents tipus de fibres, tant naturals com sintètiques, per tal de realitzar els assajos mecànics corresponents per poder utilitzar-les com a suport del morter, de manera que aporti resistència a el conjunt. Per a això, s'han realitzat proves en fil, cordó i malla, així com totes aquestes resines amb EPOXY., La impresión 3D con hormigón es un tipo de fabricación muy nueva en el mundo de la construcción, y que cada vez se está utilizando más en estos últimos años debido a las ventajas que esta presenta. La impresión 3D permite crear estructuras de gran escala de forma más eficiente que de la forma tradicional, a causa de la optimización del mortero y, gracias a esta optimización, también encontramos un ahorro económico por el hecho de usar menos material y menos tiempo de fabricación. Por otro lado, existe unos beneficios muy grandes solo conseguidos por imprimir en 3D con mortero. Uno de estos beneficios es el hecho de que no son necesarios moldes para poder realizar estructuras complejas, haciendo así que exista un ahorro de costes cuando se quiere fabricar una estructura que no sea plana. En el siguiente trabajo se ha realizado un banco de hormigón impreso en 3D, utilizando un soporte textil para aportar resistencia al conjunto. Para poder realizarlo, se diseñó un banco que fuera apto para el medio, siguiendo la normativa de la Comunidad Autónoma de Catalunya en cuanto a mobiliario urbano, así como las reglas de ergonomía haciéndolo funcional en todos sus sentidos. También se han realizado los planos de las piezas del banco, se ha redactado todo el proceso de impresión, se han realizado renders fotorrealistas del banco en el medio, y se ha explicado cada una de sus partes para poder optimizar al máximo el uso del material. En cuanto al soporte textil, se han buscado los diferentes tipos de fibra, tanto naturales como sintéticas, para poder realizar los ensayos mecánicos correspondientes para poder usarse como soporte al mortero, de tal forma que aporte resistencia al conjunto. Para ello, se han realizado ensayos de hilo, de cordón y de mallas, así como de todos estos resinados con EPOXY., The 3D printing with concrete is a new type of manufacturing in the world of construction, and it has been increasingly used in recent years due to the advantages it presents. 3D printing allows us to create large-scale structures more efficiently than in the traditional way, due to the optimization of the mortar and, thanks to this optimization, we also find economic savings due to the fact that we use less material and less manufacturing time. On the other hand, there are some very great benefits only achieved by 3D printing with mortar. One of these benefits is the fact that molds are not necessary to be able to make complex structures, thus creating cost savings when you want to manufacture a structure that is not flat. In the following work, a 3D printed concrete bench has been made, using a textile support to provide resistance to the whole. In order to do this, a bench was designed that was suitable for the environment, following the regulations of the Autonomous Community of Catalonia regarding street furniture, as well as the rules of ergonomics, making it functional in all its senses. The plans for the pieces of the bench have also been made, the entire printing process has been written, photorealistic renders of the bench have been made in the middle, and each of its parts has been explained in order to optimize the use of the material to the maximum. . As for the textile support, different types of fiber have been sought, both natural and synthetic, in order to carry out the corresponding mechanical tests to be able to be used as a support for the mortar, in such a way that it provides resistance to the whole. To this end, tests have been carried out on thread, cord and mesh, as well as all these resins with EPOXY.

The printing and manufacturing of anatomical 3D models has gained popularity in complex surgical cases for surgical planning, simulation and training, the evaluation of anatomical relations, medical device testing and patient–professional communication. 3D models provide the haptic feedback that Virtual or Augmented Reality (VR/AR) cannot provide. However, there are many technologies and strategies for the production of 3D models. Therefore, the aim of the present study is to show and compare eight different strategies for the manufacture of surgical planning and training prototypes. The eight strategies for creating complex abdominal oncological anatomical models, based on eight common pediatric oncological cases, were developed using four common technologies (stereolithography (SLA), selectie laser sinterning (SLS), fused filament fabrication (FFF) and material jetting (MJ)) along with indirect and hybrid 3D printing methods. Nine materials were selected for their properties, with the final models assessed for application suitability, production time, viscoelastic mechanical properties (shore hardness and elastic modulus) and cost. The manufacturing and post-processing of each strategy is assessed, with times ranging from 12 h (FFF) to 61 h (hybridization of FFF and SLS), as labor times differ significantly. Cost per model variation is also significant, ranging from EUR 80 (FFF) to EUR 600 (MJ). The main limitation is the mimicry of physiological properties. Viscoelastic properties and the combination of materials, colors and textures are also substantially different according to the strategy and the intended use. It was concluded that MJ is the best overall option, although its use in hospitals is limited due to its cost. Consequently, indirect 3D printing could be a solid and cheaper alternative., The research described in this paper was partially funded by the project named QuirofAM (Exp.COMRDI16-1-0011) and funded by ACCIÓ from the Catalan Government and ERDF from Europen Union., Postprint (published version)

Polymer-based (nano)composite foams containing conductive (nano)fillers limit electromagnetic interference (EMI) pollution, and have been shown to act as good shielding materials in electronic devices. However, due to their high (micro)structural complexity, there is still a great deal to learn about the shielding mechanisms in these materials; understanding this is necessary to study the relationship between the properties of the microstructure and the porous structure, especially their EMI shielding efficiency (EMI SE). Targeting and controlling the electrical conductivity through a controlled distribution of conductive nanofillers are two of the main objectives when combining foaming with the addition of nanofillers; to achieve this, both single or combined nanofillers (nanohybrids) are used (as there is a direct relationship between electrical conductivity and EMI SE), as are the main shielding mechanisms working on the foams (which are expected to be absorption-dominated). The present review considers the most significant developments over the last three years concerning polymer-based foams containing conductive nanofillers, especially carbon-based nanofillers, as well as other porous structures created using new technologies such as 3D printing for EMI shielding applications. It starts by detailing the microcellular foaming strategy, which develops polymer foams with enhanced EMI shielding, and it particularly focuses on technologies using supercritical CO2 (sCO2 ). It also notes the use of polymer foams as templates to prepare carbon foams with high EMI shielding performances for high temperature applications, as well as a recent strategy which combines different functional (nano)fillers to create nanohybrids. This review also explains the control and selective distribution of the nanofillers, which favor an effective conductive network formation, which thus promotes the enhancement of the EMI SE. The recent use of computational approaches to tailor the EMI s, Postprint (published version)

Imine-based vitrimers were prepared from synthesized diimine-dimethacrylate monomer derived from biobased vanillin. First, a methacrylate derivative starting from vanillin was synthesized. The diimine derivative was synthesized by condensation of the aldehyde groups from two vanillin methacrylate units with the amine groups of hexamethylenediamine (HMDA). The synthesized product was used in formulations containing ethylene glycol phenyl ether methacrylate (EGPMA) as a reactive diluent for the customization of final material properties and cured by exposure to ultraviolet (UV)-light using suitable radical photoinitiators or else with temperature using a radical thermal initiator. Materials with glass transition temperatures (Tgs) ranging from 70 to 90 °C were prepared, showing good thermal stability and mechanical and thermomechanical properties. The evaluation of their vitrimeric characteristics revealed that all materials achieved a stress-relaxation factor (s = 0.37s0) in less than 130 s at 160 °C, with photocured materials exhibiting faster relaxation rates. The catalytic effect of phosphine oxide groups in imine metathesis has also been evidenced. All prepared materials could be mechanically recycled and completely solubilized in a two-step degradation process, putting evidence of their potential use for carbon fiber-reinforced composites (CFRCs). In addition, they demonstrated promising self-repairing abilities. Finally, as a proof of concept, it was established that these formulations could be effectively processed using a Digital Light Processing three-dimensional (3D) Printer (DLP), resulting in the fabrication of complex shapes with high resolution., This work is part of the R&D projects PID2020-115102RB- C21, PID2020-115102RB-C22, and TED2021-131102B−C22 funded by MCNI/AEI/10.13039/501100011033 and Euro- pean Union “NextGenerationEU”/PRTR. The authors ac- knowledge these grants and also thank the Generalitat de Catalunya (2021-SGR-00154)., Postprint (published version)

Incoming

Metals such as titanium or Cr-Co alloys have been the most widely used materials in biomedical applications that require high mechanical properties, like implants. However, these materials present the disadvantage of releasing ion metals into the body. As an alternative, prostheses made of ceramic materials have been developed, as they produce less debris and have better durability. The aim of the present work is to test the biocompatibility of 3D-printed yttria-stabilized zirconia parts by culturing human bone-marrow-derived mesenchymal stem cells. Two different scaffols were 3D printed having a liner infill pattern, with 80 % and 95 % infill rate respectively. Results on surface roughness and biocompatibility tests confirmed that 3¿mol % yttria-stabilized zirconia is a highly promising material as it presented high biocompatibility. In adition, similar results were obtained with or without the use of a type I collagen coating., which suggest that coating could be avoided when on zirconia substraes., Postprint (author's final draft)

El Pectus Carinatum (PC) és una malformació congènita de la paret toràcica. Els pacients amb PC presenten una protrusió a escala de les costelles i l'estern, els quals sobresurten i fan que el pit es projecti cap endavant. Malgrat que molts afectats no experimenten patologies vitals associades a aquesta afecció, al llarg del temps sorgeixen inquietuds d'índole estètica i cardiològica. L'enfocament actual per al tractament del PC implica l'ús d'una cotilla esternal 24 hores al dia entre els 12 i 18 anys, durant un mínim d'un any. No obstant això, les pacients femenines mostren insatisfacció amb aquest mètode a causa de la compressió notable del pit, optant majoritàriament per intervencions quirúrgiques invasives. Aquest estudi, realitzat com a treball de fi de màster, s'ha dut a terme a l'Hospital Sant Joan de Déu de Barcelona. L'objectiu principal d'aquesta tesi ha consistit en el desenvolupament d'un dispositiu mèdic amb capacitat per adaptar-se al cos femení, alhora que proporciona resistència progressiva per reduir la protrusió del pectus carinatum. Amb aquest propòsit, s'ha dut a terme una anàlisi exhaustiva del mercat sobre les diferents ortesis actuals i s'han avaluat els seus requisits. S'ha procedit al disseny d'un dispositiu propi mitjançant l'ús del programari SolidWorks. Finalment, s'ha imprès un prototip amb tecnologia additiva. Mitjançant aquesta tesi, s'ha demostrat la viabilitat de desenvolupar una versió femenina d'una ortesi destinada al tractament del pectus carinatum.

This project digs into the meticulous study of the structural complexity of the Boeing 787-8 aircraft, ending with a the meticulous reproduction of a precise 1:80 scale model. The project started with a deep research phase aimed at comprehensively understanding the features of the aircraft’s structure. Extensive literature review, analysis of technical specifications, and consultation constituted the foundation of this research, providing insights into the design, materials, and engineering principles underlying the Boeing 787-8. The second phase of the project, implied learning more about 3D modeling techniques, Rhinoceros software was used. The acquired knowledge was translated into a detailed digital representation of the aircraft. Through attention to detail and commitment to precise measurements, the 3D model captures the essence of the Boeing 787-8, showing its aerodynamic contours, structural components, and some intricate details. For the execution of the project’s scale model, 3D printing technology was chosen. Collaborating with an external provider specializing in this type of manufacturing, the digital model was transformed into a tangible representation, meticulously crafted with precision and accuracy. The 3D printing process ensured fidelity to the original design, with attention to detail in every aspect of production. It was also decided, that the model would be divided in two halves so the structural features could be better shown and understood. Through the combination of research, 3D modeling, and 3D printing, this project exemplifies an approach to the study and reproduction of the Boeing 787-8 aircraft. The resulting scaled model serves not only as a testament to the engineering marvel of the aircraft but also as a tangible manifestation of the synergy between aviation, technology, and craftsmanship.

La memòria d’aquest projecte és principalment un business plan, doncs com indica el títol del projecte, es vol estudiar la viabilitat per a la introducció al mercat i styling d'unes ulleres de sol d’estil urbà. Un pla de negocis, o business plan en inglés, és un document escrit que descriu en detall la visió, objectius, estratègies i planificació operativa d'una empresa o projecte empresarial. Aquest document té com a principal finalitat proporcionar una guia sistemàtica i completa per al desenvolupament i la gestió d'un negoci. Sol ser utilitzat com a eina per comunicar els plans de l'empresa als inversors, bancs, socis potencials o altres interessats, així com per alinear els objectius interns de l'empresa. Per tant, aquesta memòria, a part de documentar tots els passos que s’han seguit a l’hora de realitzar aquest projecte i servir de guía general, també té la finalitat de presentació del negoci de manera detallada a tercers. Principalment, aquest business plan va dirigit al mateix autor del projecte, a socis potencials, a inversors potencials i a proveïdors.

El procés d’impressió 3D per fil fos (FFF) o FDM, és econòmic i ofereix la llibertat de disseny de la impressió 3D. Durant aquest procés, un filament extruït que consta d’una mescla de pols metàl·lica i polímer es diposita al llarg de les trajectòries d'impressió que omplen la geometria del component a imprimir. La peça en verd obtinguda, es sinteritza durant un tractament tèrmic posterior en què el polímer restant s’elimina i el metall densifica per sinterització. No obstant, la porositat present entre les capes de filament acaben deteriorant les propietats de la peça final. Per mitigar aquest fenomen i així millorar la qualitat del producte, en aquest treball s’optimitza l’estratègia d’impressió analitzant l’amplada de traç en acer inoxidable 316L. S’aconsegueix disminuir la mida i presència de porus amb amplades majors que l’estàndard fins a un límit, marcat per la densitat del material i la capacitat del broquet.

In recent years there has been an increase in the interest, and in the results obtained in the field of functional-graded material applications for achieving active parts via the application of 3D printing technologies. In particular, relevant studies have focused on the combination of conductive materials with other structural non-conductive ones to produce parts that can yield different electrical performances (such as different resistivity or capacity levels) depending on their exposure to external boundary conditions (such as the application of a certain stress state to the part). Within this context, the present contribution focuses on a case study targeting resistive-based sensor units, covering the definition of the design for additive manufacturing, the prototyping phase, and a functional assessment of the 3D printing materialized components. In particular, a joystick set is addressed, which has to be capable to provide four different signals differentiating multiple states in each of them (zero, intermediate and high value). This arrangement should serve to provide signals that could be used to command motorised equipment; e.g.: to command the movement of a vehicle, such as a personal mobility platform, which requires not only a binary control, but a multiple-state input. After the definition of the resistive-based sensing functioning method, the joystick design and prototyping are conducted in an iterative mode, improving the features and results achieved step by step. The set is composed of three components, namely: a joystick command bar that can deform four different sensing units, a multi-material base containing such sensing units, and a specific socket needed to hold the set, host the cable connections, and facilitate to be collated to an armrest of a personal mobility platform. In the final version presented, the relative values of the signal changes are statistically examined in terms of capacity analysis, as well as characterised by adjusting them, Postprint (published version)

3D printing technology is considered as a promising, with applications in a wide range of industries, including aerospace engineering, automotive, and biomedicine. Since the introduction of this technology, a number of 3D printer prototypes have been developed in order to innovate new functionalities or ameliorate some important characteristics of the parts, such as efficiency and accuracy. However, until now, with fused deposition modelling (FDM) 3D printers, we have not able to find a solution to ensure a full-color print: this technology can only produce mosaic/degraded colored objects. This paper provides a technical feasibility study to help making possible this suitable characteristic and proposes two essential key modules, which are a slicing algorithm and a mixing system specifically developed for full-color FDM 3D printing. The new Design project plan to optimize the most important factors of 3D printing performances, among which accuracy and productivity, allowed workspace of the 3D printer., Postprint (author's final draft)

En el present treball es fa un recompte dels aspectes rellevants de la impressió digital o impressió 3D en el sector de la construcció, s'explora com aquesta tecnologia no sols ha revolucionat el procés de construcció, sinó que també genera un impacte positiu en la sostenibilitat ambiental, ja que no sols redueix els temps de construcció, flexibilitza el disseny, sinó que també redueix l'ús de materials com el ciment el que comporta directament en la generació de menors emissions i consum d'energia. Per a comprendre els efectes d'aquesta tecnologia en un ambient sostenible es va realitzar l'avaluació de dotze mescles de morter compostes per diferents materials i dosatges per a la fabricació d'una peça d'un mur imprès d'un metre quadrat. S'utilitza la metodologia multicriteri MIVES per a calcular l'índex de sostenibilitat d'aquestes alternatives, la qual cosa es resumeixen en un arbre de presa decisions compost per quatre requeriments com són l'ambiental, econòmic, social i tecnològic, cinc criteris i nou indicadors. Amb aquests últims s'arriba a calcular les satisfaccions mitjançant funcions de valor per a finalment obtenir l'índex de valor de cada alternativa. En l'escenari principal on es prioritza l'ambiental, la mescla que resulta amb un índex de valor superior és la composta per aglutinants com a ciment, micro sílice i cendres volants i a més incorpora l'ús d'àrids reciclats gruixos (grandària de partícula de 5 mm a 10mm). Addicionalment, s'executa una anàlisi de sensibilitat on es varien els percentatges dels pesos dels requeriments en tres nous escenaris, prioritzant respectivament l'econòmic, el tecnològic i finalment el social. Finalment es realitza una anàlisi dels resultats obtinguts en tots els escenaris., En el presente trabajo se hace un recuento de los aspectos relevantes de la impresión digital o impresión 3D en el sector de la construcción, se explora cómo esta tecnología no solo ha revolucionado el proceso de construcción, sino que también genera un impacto positivo en la sostenibilidad ambiental, ya que no solo reduce los tiempos de construcción, flexibiliza el diseño, sino que también reduce el uso de materiales como el cemento lo que conlleva directamente en la generación de menores emisiones y consumo de energía. Para comprender los efectos de esta tecnología en un ambiente sostenible se realizó la evaluación de doce mezclas de mortero compuestas por diferentes materiales y dosificaciones para la fabricación de una pieza de un muro impreso de un metro cuadrado. Se utiliza la metodología multicriterio MIVES para calcular el índice de sostenibilidad de estas alternativas, lo que se resumen en un árbol de toma decisiones compuesto por cuatro requerimientos como son el ambiental, económico, social y tecnológico, cinco criterios y nueve indicadores. Con estos últimos se llega a calcular las satisfacciones mediante funciones de valor para finalmente obtener el índice de valor de cada alternativa. En el escenario principal donde se prioriza lo ambiental, la mezcla que resulta con un índice de valor superior es la compuesta por aglutinantes como cemento, micro sílice y cenizas volantes y además incorpora el uso de áridos reciclados gruesos (tamaño de partícula de 5 mm a 10mm). Adicionalmente, se ejecuta un análisis de sensibilidad donde se varían los porcentajes de los pesos de los requerimientos en tres nuevos escenarios, priorizando respectivamente lo económico, lo tecnológico y por último lo social. Finalmente se realiza un análisis de los resultados obtenidos en todos los escenarios., In the present work, a recapitulation of the relevant aspects of digital printing or 3D printing in the construction sector is provided. It explores how this technology has not only revolutionized the construction process but also generated a positive impact on environmental sustainability. Not only reduces construction times and offers design flexibility but also diminishes the use of materials like cement, leading directly to lower emissions and energy consumption. To comprehend the effects of this technology in a sustainable environment, an evaluation of twelve mortar mixtures composed of different materials and compositions was conducted for the fabrication of a one-square-meter printed wall piece. The MIVES multicriteria methodology is used to calculate the sustainability index of these alternatives, which is summarized in a decision tree composed of four requirements: environmental, economic, social, and technological; five criteria; and nine indicators. With the latter, satisfaction is calculated through value functions to ultimately obtain the value index of each alternative. In the main scenario, where environmental aspects are prioritized, the mixture that results in a higher value index is composed of binders such as cement, micro-silica, and fly ash, and it also incorporates the use of coarse recycled aggregates (particle size from 5 mm to 10 mm). Additionally, a sensitivity analysis is carried out where the weight percentages of the requirements are varied in three new scenarios, prioritizing economic, technological, and social aspects, respectively. Finally, an analysis of the results obtained in all scenarios is conducted.

El presente trabajo expone la comparativa de la exactitud dimensional, geométrica y del acabado superficial de dos tipos elementos mecánicos: engranajes de dientes rectos y levas de anchura constante, elementos impresos en 3D mediante la tecnología FFF (Fabricación por Filamento Fundido). Primero se comparan dos tipos de ruedas dentadas diseñadas con distintos módulos y números de dientes e impresas en PLA (ácido poliláctico) y Nylon. Se utilizó el método de la distancia cordal y se determinó el espesor del diente en círculo base y el paso base de los engranes. Además, se midieron los diámetros interiores y exteriores, y se determinaron sus errores de redondez y concentricidad. Los resultados muestran que, en general, el PLA permite obtener una mejor precisión dimensional que el Nylon. Las ruedas de Nylon, se imprimieron con un porcentaje de relleno menor que las piezas de PLA y mostraron un error de forma menor. Por otro lado, se fabricaron levas en dos materiales diferentes y mediante dos procesos diferentes: levas de PLA con FFF y levas de aluminio con fresado de control numérico. El objetivo principal de este segundo caso ha sido comparar ambos tipos de levas en cuanto a exactitud dimensional y acabado superficial, con el fin de evaluar si sería posible sustituir temporalmente una leva metálica por una de plástico durante la reparación de la primera. Los resultados muestran que, en dimensiones diametrales, se obtuvieron valores de error dimensional similares tanto para las levas impresas como para las mecanizadas. Respecto a dimensiones longitudinales, las levas impresas en 3D mostraron un mayor error dimensional que las mecanizadas. La rugosidad promedio Ra en las levas impresas fue 20 veces mayor que en las fresadas., Postprint (published version)

Este trabajo expone el diseño modular y la materialización de maquetas de los mecanismos de barras planos más comunes: cuadrilátero articulado y pistón-biela. Se aplican soluciones de diseño creativas y factibles de materializar a bajo coste, mediante procesos de impresión 3D por modelación de deposición fundida y de mecanizado de madera. Los diseños modulares propuestos permiten obtener las cuatro inversiones cinemáticas de los mecanismos, utilizando la misma bancada. Estos diseños facilitan utilizar módulos de accionamiento manual o con motores paso a paso. Para la modelización de los sólidos y de los ensamblajes, así como para la simulación virtual del funcionamiento de cada mecanismo, se ha utilizado el programa SolidWorks y su módulo Motion. La esquematización de los mecanismos se ha realizado con Adobe Illustrator. El control del funcionamiento de las maquetas motorizadas se realiza con una tarjeta de control BigEasyDriver y una placa Arduino UNO. Las maquetas se utilizan como recurso didáctico de apoyo a la docencia de la asignatura Teoría de Máquinas y Mecanismos impartida en el Grado de Ingeniería en Tecnologías Industriales (GETI) de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB). Los diseños presentados surgen como parte del resultado del trabajo de fin de grado de uno de los autores., Postprint (published version)

La fabricació de conglomerants com el ciment Portland (CP) o altres ciments com el ciment de sulfoaluminat de calci (CSA) són una font important de contaminació ambiental degut a la emissió de gasos d’efecte hivernacle durant el seu procés de fabricació. Per mitigar aquest efecte han sorgit diferents propostes més sostenibles que estan en constant estudi per tal de poder caracteritzar-les i poder-les utilitzar en obres civils, com l’ús de diferents residus com a addició al ciment. El present Treball Final de Grau té com a objectiu estudiar i conèixer les característiques mineralògiques, reològiques i mecàniques de diferents proporcions de mescles de CP i CSA amb llots de paper. S’ha realitzat una comparativa entre ciments (CP i CSA) amb els altres dissenys de mescles del ciment proposats i els llots de paper (LP). D’aquesta manera s’ha pogut veure el comportament tant mineralògic com reològic i mecànic de l’addició dels llots de paper en el CP i el CSA i en mescles ternàries dels tres components. Cada mescla s’ha analitzat en tres edats diferents per poder veure l’evolució en el temps; 3 dies, 7 dies i 28 dies. La utilització de llots de paper suposa no solament una reducció dels residus generats i promou l’economia circular sinó també una reducció de la emissió de CO2 i un estalvi energètic al reemplaçar el ciment pels llots en una quantitat no menyspreable. És important estudiar la viabilitat i l’efecte de l’addició dels llots de paper per no tenir comportaments negatius en el procés constructiu., La fabricación de conglomerantes como el cemento Portland (CP) u otros cementos como el cemento de sulfoaluminato de calcio (CSA) son una fuente importante de contaminación ambiental debido a la emisión de gases de efecto invernadero durante su proceso de fabricación. Para mitigar este efecto han surgido diferentes propuestas más sostenibles que están en constante estudio para poder caracterizarlas y utilizarlas en obras civiles, como el uso de diferentes residuos como adición al cemento. El presente Trabajo Final de Grado tiene como objetivo estudiar y conocer las características mineralógicas, reológicas y mecánicas de distintas proporciones de mezclas de CP y CSA con lodos de papel. Se ha realizado una comparativa entre cementos (CP y CSA) con los otros diseños de mezclas del cemento propuestos y los lodos de papel (LP). De esta forma se ha podido ver el comportamiento tanto mineralógico como reológico y mecánico de la adición de los lodos de papel en el CP y el CSA y en mezclas ternarias de los tres componentes. Cada mezcla se ha analizado en tres edades distintas para poder ver la evolución en el tiempo; 3 días, 7 días y 28 días. La utilización de lodos de papel supone no sólo una reducción de los residuos generados y promueve la economía circular sino también una reducción de la emisión de CO2 y un ahorro energético al reemplazar el cemento por los lodos en una cantidad no despreciable. Es importante estudiar la viabilidad y el efecto de la adición de los lodos de papel por no tener comportamientos negativos en el proceso constructivo., The manufacture of conglomerates such as Portland cement (CP) or other cements such as calcium sulphoaluminate cement (CSA) are an important source of environmental pollution due to the emission of greenhouse gases during their manufacturing process. To mitigate this effect, different more sustainable proposals have emerged that are under constant study to be able to characterize them and be able to use them in civil works, such as the use of different wastes as an addition to cement. This Final Degree Thesis aims to study and understand the mineralogical, rheological, and mechanical characteristics of different proportions of mixtures of CP and CSA with paper sludge. A comparison has been made between cements (CP and CSA) with the other proposed cement mixture designs and paper sludge (LP). In this way it has been possible to see both the mineralogical, rheological, and mechanical behaviour of the addition of paper sludge in CP and CSA and in ternary mixtures of the three components. Each mixture has been analysed at three different ages to be able to see the evolution over time: 3 days, 7 days, and 28 days. The use of paper sludge means not only a reduction in the waste generated and promotes the circular economy, but also a reduction in CO2 emissions and energy savings by replacing cement with sludge in a significant amount. It is important to study the feasibility and effect of the addition of paper sludge in order not to have negative behaviours in the construction process.