Módulo performático de un dibujo comestible
| Título | Módulo performático de un dibujo comestible |
|---|---|
| Tipo de Proyecto | Proyecto de Titulación, Proyecto de Pregrado |
| Palabras Clave | Proyectos Interacción Territorial 2023 |
| Período | 2022-2023 |
| Asignatura | Proyecto de Título: Interacción Territorial 2° semestre 2023 |
| Del Curso | Proyecto de Título: Interacción Territorial 2° semestre 2023 |
| Carreras | Diseño |
| Alumno(s) | Daniela Sifaqui |
| Profesor | Leonardo Aravena, Daniela Salgado |
Introducción
Al finalizar el primer semestre, se entregó una propuesta en dónde aparece un nuevo elemento que sería la base para el desarrollo del proyecto durante este semestre. El extrusor Anteproyecto: https://wiki.ead.pucv.cl/Moldajes_modulares_para_la_construcci%C3%B3n_de_un_bocado
Extrusión como punto de partida
Dentro de la cocina el proceso de la extrusión se utiliza con mucha frecuencia, se puede ver de diversas formas y tipos, desde una extrusión por un perfil con una forma determinada como en los extrusores de galletas o churros, o como dosificadores de salsas. La aplicación de este proceso debe comprender al alimento mismo y los estados por los que va a pasar, no se diseña un extrusor con un dibujo para que pase un semilíquido que perderá la forma y tampoco serviría extruir una pasta que posteriormente se cocine y pierda la forma que se le dio inicialmente.
La impresión 3D toma un rollo de filamento (sólido) plástico el cual pasa por una boquilla que calienta el filamento derritiéndolo controladamente para ser extruido, el plástico se solidifica rápido por lo que se pueden crear capas sobre capas permitiendo crear altura. Dentro del mercado existen varias impresoras 3D que imprimen con chocolate, que funciona similar al plástico, es un material sólido, que se calienta y al estar líquido se puede extruir y mantendrá la forma una vez se enfríe. Luego de investigar existen ciertos puntos críticos al extruir con chocolate, el primero es que el chocolate no se solidifica a la misma temperatura ni con la rapidez del plástico por lo que crear piezas con mucha altura requiere de un sistema de refrigeración, la temperatura de extrusión debe ser por debajo de la de fusión, por ejemplo, si el chocolate se derrite a los 45°C, la extrusión de este debe ser cuando este por 28°C de forma que el chocolate ya se encuentre cristalizando y pueda mantener la forma. Tercero, en ciertos casos no todos los chocolates funcionan para el proceso, incluso en algunos se utilizan aquellos que tienen mayor cantidad de azúcar y manteca vegetal mantengan la forma, pero estos productos ya salen de la categoría de cobertura y comienzan a ser sucedáneos que son malos de sabor, textura e incluso malos para la salud.
Encontré este blog en dónde presentaban la extrusión de glaseado, el cual es un acercamiento a la extrusión de un material comestible que puede endurecerse y mantener la forma. El glaseado es una mezcla fácil de realizar el único inconveniente que tiene es que se endurece como roca y es puro azúcar, prácticamente no es tan comestible, pero es un buen ejemplo de materialidades y se puede jugar con su composición para tener más fluidez o un secado más rápido; cualquiera sea el caso requiere de un par de horas para que la pieza evapore toda el agua y seque correctamente.
Ejemplos de impresoras 3D de chocolate existentes en el mercado
Extrusor de chocolate de MarVtec
Para la introducción al mundo de los extrusores de pasta, se revisó como funcionaban, elegí replicar uno inicialmente para saber cómo funcionaba y como había solucionado cada uno de los problemas. A partir de este extrusor se comenzó a trabajar como base para crear uno propio utilizando el tubo acrílico que había utilizado para el extrusor del anteproyecto. Cabe destacar que en la propuesta del extrusor de chocolate el diseño está hecho para una jeringa de 50ml por lo que todo está diseñado para el centro de ese tipo de jeringa en particular por lo que una de mayor o menor contenido mueve al pistón del centro y como el pistón solo se sostiene por un semicírculo queda suelto.
Circuito
Composición general del circuito electrónico.
Esquema conexiones del circuito electrónico.
Caja electrónica.
Referencia para conexión del interruptor
Propuesta chasis
Desarrollo A
Desarrollo B
Desarrollo C
- Propuesta inicial del sistema de movimiento del disco y extrusor
Desarrollo movimiento del disco
Propuesta extrusor
Para la propuesta de módulo se requiere un extrusor con un alimentador de mayor tamaño para contener la cantidad de pasta necesaria para cubrir una mayor distancia. Tomando el funcionamiento base del extrusor de chocolate diseñado por MarVtec, cuyo contenedor era de alrededor de 50ml, se realizó un diseño que ocuparía un tubo acrílico de 4cm de diámetro con un largo aún por definir según los ml necesarios para realizar un dibujo a lo largo de la superficie. Por el momento el largo del tubo acrílico es de 25cm, pero puede aumentar o disminuir según las pruebas. El volumen del tubo de 25cm de largo restando la boquilla y encaje superior, permite tener un total de 200ml de contenido.
Componentes
Ensamblaje
Planimetría
Chasis
Tablas pruebas ganache
Las pruebas se realizaron con cobertura de chocolate Neucober 35% sin azúcar y las recetas se encuentran escaladas a la mitad. El uso de estas sería a temperatura ambiente por lo que las pastas se encontrarían blandas, aunque la densidad de ellas varia y también su elasticidad. Con las pruebas se vio que la altura máxima que debe haber entre superficie y boquilla no puede superar los 5mm ya que comienza a generarse tensión en la línea extruida provocando cortes, estas pruebas se realizaron con una jeringa con boquilla de 5mm. En orden de densidades a temperatura ambiente, la de mayor densidad es la prueba C y la de menor densidad es la B. C>A>B. Tras realizar las pruebas, la pasta A resulta ser la más estable, B al ser tan blanda "explota" cuando hay burbujas dejando grumos grandes. C resultó ser demasiado denso para la boquilla utilizada a la vez que requería más fuerza para se extruido y las burbujas cortan el dibujo.
Módulo móvil
Me puse en contacto con un conocido que es ingeniero para que me entregase su opinión acerca del chasis que estaba diseñando, explicándole y mostrando los distintos diseños que había dibujado hasta el momento para saber si funcionaría el sistema y que cosas podría corregir a nivel del mecanismo.
- El centro de masa (refiriéndose al extrusor que va sobre el chasis) es demasiado grande, lo que genera inestabilidad y requerirá una forma más compleja para acoplarlo y que se mantenga estable. Esto se podría resolver utilizando un extrusor de menor largo y mayor diámetro, pero requería posiblemente un motor de mayor potencia y dimensionar las piezas ya hechas.
- El diseño del disco como se encuentra ahora mismo va a deformarse por el uso, que es un desgaste común en los discos y cuya deformación también depende del material.
- Al haber 3 ruedas, al lado en dónde se encuentran 2, el carro generará más peso, tendiendo a levantar la rueda que se encuentra sola que podría ocasionar que esta con el tiempo se suelte o salga.
- El diseño requiere de mayor desarrollo para saber en dónde se colocan los motores y cables que van al disco y ruedas.
- La boquilla del extrusor debe adaptarse contener un acople de manguera flotante de forma que el disco al girar no se estrangule la manguera y gire continuamente.
A partir de la conversa y los conejos que me entregó, se realizó un nuevo diseño del chasis que modifica el exterior para tener un marco firme similar a los de la segunda propuesta de diseño. Se realizaron algunos cambios menores al funcionamiento del disco, primero se quitó el carrito móvil del disco puesto que con el movimiento del carro y el giro del disco ya se pueden realizar líneas rectas y tener el carrito móvil en el disco es redundante y añade peso el, lo que al girar cargaría el disco hacia un lado generando fricción y deformación en las piezas con el uso. Al disco se le realizaron perforaciones para quitar peso y se pensó en colocar un eje al centro que sostenga el disco aparte de las ruedas que van en cada arista del marco metálico. El marco debe ser de algún metal para tener la resistencia suficiente como para no deformarse, aunque acero sería lo ideal el peso es demasiado y requiere de soldadura por otro lado se puede utilizar aluminio, pero se tendrían que diseñar acoples para las esquinas. Sobre el marco va una superficie en dónde va el extrusor y resto de elementos.
Sistema de ruedas
Se diseño un sistema de ruedas que puedan ajustarse a la mesa y utilizarla como riel, para ello se hizo un sistema con una rueda fija y otra móvil, y mediante un resorte la rueda móvil se ajusta a la mesa, cuyo espesor recomendado debe ser de 1".
Correcciones y cambio de extrusor
A partir de las pruebas de ganache se realizaron varias correcciones al extrusor, iniciando con la integración de una nueva pieza que funciona como eje para el pistón de forma que este no se gire mientras está en funcionamiento, así también se le añadieron 2 ejes internos más al pistón para el husillo, la boquilla del extrusor paso a tener un mayor diámetro y una pendiente más abierta para evitar que la pasta tuviese que pasar desde un diámetro de 30.4 a uno de 5mm de forma tan abrupta lo que finalmente hacía que la extrusión fuese más difícil; y por último se añadió un sujetador para el motor.
Armado chasis
