Dise?o e implementaci?n de un horno batch de 20 m3 a glp con control de temperatura por PID para la automatizaci?n del proceso de curado de pintura electrost?tica en Maker Asociados s.a.c.

Abstract

La presente tesis tiene como objetivo mejorar el proceso de recubrimiento superficial con pintura electrost?tica para la empresa Maker Asociados S.A.C., que tiene como rubro la fabricaci?n de estructuras met?licas seg?n requerimientos del cliente. El horno de curado tipo batch a GLP fue dise?ando con un volumen de trabajo de 20 m3, superior a los 1.8 m3 del horno el?ctrico del que dispone la empresa. La estructura se fabric? con ?ngulos estructurales de 3/16? x 2?, los paneles tipo s?ndwich se fabricaron con planchas de acero galvanizado de 0.6 mm y 1.0 mm, y con un interior de lana de roca de 2? de espesor como aislante para no exceder los 40 ?C en las paredes exteriores. El coche porta piezas fue dise?ado para soportar una carga total de 420 kg y se fabric? utilizando tubos cuadrados de 2?. Mediante los c?lculos desarrollados, se determin? emplear 6 quemadores infrarrojos catal?ticos a GLP con una potencia total de 65.4 kW/h, con lo cual, se logr? alcanzar la temperatura de 180 ?C en un tiempo de alrededor de 20 minutos con carga m?xima. Se dise?? una interfaz gr?fica para una adecuada operaci?n mediante una pantalla t?ctil. Se utiliz? una Raspberry Pi 3B+ en la cual se ejecuta el software control y monitoreo desarrollado en Python. Se emplearon controladores industriales de temperatura PID y sensores PT-100 de 3 hilos. Se realiz? el modelamiento matem?tico del horno para hallar la funci?n de transferencia y las constantes del controlador PID. En las nueve pruebas llevadas a cabo, se logr? garantizar el correcto funcionamiento del horno. El coche porta piezas se someti? a una carga de 540 kg, generando una deformaci?n de 9 mm, que desapareci? al retirar la carga. Con el horno funcionando a 180 ?C, se mantuvo una temperatura exterior de 35.8 ?C. Con los valores te?ricos de las constantes del PID se obtuvo una oscilaci?n de ? 5 ?C (2.8% con respecto a la temperatura objetivo), estos fueron ajustados in situ logrando una oscilaci?n de ? 1.5 ?C (0.8%). Se realiz? el pintado y curado de l?minas de muestra logrando espesores de entre 90 ?m y 106 ?m, lo cual garantizan la durabilidad de la pintura. Se realizaron pruebas de adhesi?n, rayado, doblez y lijado obtenido resultados ?ptimos en cada una