Proiectarea unui cap de imprimare 3D utilizat în obținerea produselor din ciocolată. Realizarea unui plan de afaceri pentru înființarea unui laborator de imprimare 3D cu ciocolată

Abstract

În această lucrare de licenţă se urmăreşte construirea unui cap de imprimare modular, ce poate fi asamblat pe modele diverse de imprimante 3D standard, ce utilizează ca principiu de bază extrudarea (FDM – Fused Deposition Modeling). Acest domeniu fiind în continuă cercetare şi dezvoltare, proiectarea unui astfel de echipament aduce doar beneficii stadiului actual al cunoştinţelor în acest domeniu. Diversitatea materialelor din domeniul imprimării 3D fiind în continuă ascensiune, posibilitatea utilizării unui aliment în acest domeniu a reprezentat o provocare. Capul de imprimare, a fost proiectat pentru utilizarea cu un aliment iubit de un număr mare de oameni la nivel mondial, anume ciocolata. Posibilitatea de a putea realiza modele din ciocolată cu ajutorul imprimantelor 3D, reprezintă un salt considerabil în industria alimentară. Prima etapă în realizarea acestei lucrări a fost aceea a cercetării amănunţite a stadiului actual la care se află imprimarea 3D la nivel mondial. Istoricul dezvoltării, împreună cu investigarea generalităţilor, au stabilit o bază solidă în implementarea etapelor următoare de cercetare. În urma cercetării, a fost dovedit faptul că, chiar dacă imprimantele 3D au fost proiectate iniţial pentru a putea realiza rapid prototipuri şi matriţe, evoluţia din domeniu a făcut să se poată realiza produse diverse. Această diversitate ţine de aparatura utilizată, cât şi de varietatea materialelor utilizate. În cadrul acestei etape au fost prezentate aspecte cum ar fi: aplicaţii ale imprimantelor 3D, tehnologii de imprimare 3D, materiale utilizate la imprimarea 3D, proprietăţi mecanice şi fizice ale două dintre cele mai utilizate materiale, scanarea 3D şi componentele imprimatelor 3D cu fir. În urma celor analizate, a rezultat că această metodă de imprimare 3D, este una potrivită pentru aplicabilitatea şi în domeniul alimentar. În finalul acestei etape, au fost descrise şi etapele ce trebuiesc parcurse într-o ordine strictă pentru a putea obţine un produs imprimat 3D. În a doua etapă, tematica abordată a fost aceea a proiectării unui cap de imprimare ce se poate asambla pe imprimantele 3D, pentru imprimarea 3D cu ciocolată. Justificarea alegerii proiectării unui cap de imprimare cu ciocolată a fost justificată prin răspunsul la două întrebări simple: „De ce ?” şi „La ce foloseşte ?”. Proiectarea capului de imprimarea a fost concretizat în urma detalierii următorilor factori: alegerea materialului, structura elementelor din ansamblu, traseul imprimării 3D cu ciocolată, instalarea elementelor componente, proiectarea modelului, configurarea software şi imprimarea, urmând ca în final să fie reprezentată schematic traseul ciocolatei prin ansamblu. A treia etapă a constat în elaborarea unei tehnologii de fabricaţie pentru reperul „rezervor”, utilizat în ansamblul capului de imprimare, unde acesta se încarcă de către utilizator cu fulgi de ciocolată. A fost detaliat un plan de operaţii, prin care să se obţină în final reperul „rezervor”. Au fost alese sculele şi maşinile unelte potrivite pentru fiecare operaţie, urmând ca în final să fie calculate regimurile de aşchiere şi normarea tehnică de timp. A patra etapă, a reprezentat alcătuirea unui plan de management pentru maşinile unelte ce sunt utilizate în cadrul producţiei reperului „rezervor” Au fost determinate ciclurile de reparaţii a maşinilor unelte, fondurile de timp de funcţionare, normele de timp şi tipul de producţie. În finalul planului de management au fost calculate costul tehnologic şi costul de producţie. În final, a fost elaborat un plan de afaceri, prin care se descrie activitatea antreprenorială de a deschide un laborator de imprimare 3D cu ciocolată şi în acelaşi timp susţinerea activităţii de vânzare a pachetului ce conţine capul de imprimare 3D, ce poate fi asamblat de o varietate de imprimante 3D. Planul de afaceri a fost dezvoltat pentru a conferi o viziune în ansamblu a principalilor factori ce pot influenţa dezvoltarea unui laborator de imprimare 3D cu ciocolată. Crearea planului de afaceri are scopul de a analiza activitatea pieţei, necesarul de investiţie şi comportamentul potenţialilor clienţi, conducând la atragerea de beneficii pentru activitatea de comercializare.