Abstract:
Additive manufacturing faces geometric limitations that force the use of support, reducing
process efficiency. This project develops a two-degree-of-freedom robotic positioner to optimize
FDM printing through dynamic part reorientation. The central objective is to integrate open
hardware architecture with an ABB industrial controller, justifying the need for accessible
solutions versus expensive and closed commercial equipment. An iterative mechatronic design
methodology was used for development; components were modeled in CAD software and
structurally validated through Finite Element Analysis. The physical construction employed
additive manufacturing in PLA/PETG, stepper motors, and timing belts, managed by an Arduino
microcontroller with TCP/IP communication towards the RobotStudio environment. The results
evidenced effective synchronization between the controller and the physical prototype, achieving
a positioning precision lower than 0.1° in tilting and a thermal stability of ±2°C. It is concluded
that integrating standard protocols with industrial controllers is technically and economically
viable, validating a functional system that democratizes access to multi-axis manufacturing
technologies in academic environments.
Keywords: Additive manufacturing, TCP/IP, Mechatronic design, RobotStudio, Arduino
Description:
La manufactura aditiva enfrenta limitaciones geométricas que obligan el uso de soportes,
reduciendo la eficiencia del proceso. El presente proyecto desarrolla un posicionador robótico de
dos grados de libertad para optimizar la impresión FDM mediante la reorientación dinámica de la
pieza. El objetivo central es integrar una arquitectura de hardware abierto con un controlador
industrial ABB, justificando la necesidad de soluciones accesibles frente a equipos comerciales
costosos y cerrados. Para el desarrollo se utilizó una metodología de diseño mecatrónico iterativa;
se modelaron los componentes en software CAD y se validaron estructuralmente mediante análisis
de elementos finitos. La construcción física empleó manufactura aditiva en PLA/PETG, motores
paso a paso y correas síncronas, gestionados por un microcontrolador Arduino con comunicación
TCP/IP hacia el entorno RobotStudio. Los resultados evidenciaron una sincronización efectiva
entre la controladora y el prototipo físico, logrando una precisión de posicionamiento inferior a
0.1° en basculación y una estabilidad térmica de ±2°C. Se concluye que la integración de
protocolos estándar con controladores industriales es técnica y económicamente viable, validando
un sistema funcional que democratiza el acceso a tecnologías de manufactura multi axial en
entornos académicos
