Construcción de una máquina extrusora para la transformación de plásticos reciclados (PET) en filamento para impresión 3D

Abstract

In response to the global issue of plastic overproduction and low recycling rates, this project undertakes the design, engineering, and construction of a functional prototype for a filament extrusion machine for 3D printing using recycled PET. The study focuses on harnessing post-consumer waste from the campus of the Universidad Tecnológica de Bolívar, developing equipment that embodies the principles of the circular economy at a laboratory scale. The main objective is to develop a modular and didactic prototype to transform recycled PET into functional filament, overcoming the critical technical challenges of the process through an iterative approach, such as jamming, thermal management, and replicability. Its conception integrates key engineering disciplines(mechanical design, process control, and manufacturing) prioritizing modularity, ease of fabrication, and operational transparency. As a result, a fully operational prototype has been established that technically validates the extrusion of recycled PET under laboratory conditions and serves as a formative platform in applied engineering. The project demonstrates the dual potential of in-situ recycling as both a pedagogical and a technological tool, laying the groundwork for future research into process optimization and the development of materials for sustainable additive manufacturing.

En respuesta a la problemática de la sobreproducción de plástico y la baja tasa de reciclaje, este proyecto desarrolla el diseño, la ingeniería y la construcción de un prototipo funcional de una máquina extrusora de filamento para impresión 3D a partir de PET reciclado. El estudio se enfoca en el aprovechamiento de residuos posconsumo del campus de la Universidad Tecnológica de Bolívar, desarrollando un equipo que materializa los principios de economía circular a escala de laboratorio. El objetivo principal es desarrollar un prototipo modular y didáctico para transformar PET reciclado en filamento funcional, superando mediante un enfoque iterativo los desafíos técnicos críticos del proceso, como atascos, gestión térmica y replicabilidad. Su concepción integra disciplinas clave de ingeniería (diseño mecánico, control de procesos y manufactura), priorizando la modularidad, la facilidad de fabricación y la transparencia operativa. Como resultado, se consolida un prototipo operativo que valida técnicamente la extrusión de PET reciclado bajo condiciones de laboratorio y se establece como una plataforma formativa en ingeniería aplicada. El proyecto evidencia el potencial dual del reciclaje in-situ como herramienta pedagógica y tecnológica, sentando las bases para futuras investigaciones en optimización de procesos y desarrollo de materiales para manufactura aditiva sostenible.

Trabajo de grado -- Facultad de Ingeniería