CEPILLO DENTAL CON PASTA DE DENTÍFRICA

INTEGRADA EN LA EMPUÑADURA

ASIGNATURA: PROYECTOSPROFESOR: JOAQUIM LLOVERAS MACIÀSergio gonzález MartínJaume Moragas GraellsEva Mota HinchadoJavier Nieto CuberoAlejandro Peidró RoyIgor Pérez Villalobos

Estudio del estado de la técnica

Se realizará un estudio de una série de patentes tanto de ámbito nacional como internacional.

Se han estudiado un total de: 12 patentes 20 modelos de utilidad

Como criterios de estudio se han usado:  ·        Sistema de impulsión del dentífrico ·        Tipo de válvulas antirretorno ·        Disposición de los orificios de aplicación ·        Situación de la bomba ·        Forma de recarga ·        Tipo de gel ·        Zona de aplicación del dentífrico ·        Público al que va dirigido ·        Materiales que se usarán

Sistema de impulsión:

Bombas de vacío (air-less) 6 patentes Hélices 7 patentes Fuelles 3 patentes Piston 5 patentes Compresión del mango 5 patentes Bomba eléctrica 3 patentes Otros 2 patentes

Sistema de válvulas antirretorno

Patilla manual 5 patentes Bolas anitrretorno 8 patentes Sin ningún sistema 1 patente Diafragma Ninguna patente Clapetas 2 patentes Válvulas de bolas/muelle 14 patentes Otros Ninguna otra patente

Sistema de recarga

Toda la empuñadura 6 patentes Bolsa Ninguna patente Reinyectable 14 patentes Desechable 6 patentes Recargable 5 patentes Otros Ninguna otra

Público al que va dirigido

De viaje 10 patentes De bolsillo 6 patentes Escolares 4 patentes Uso doméstico 1 patente Combinado 6 patentes No comentan nada 4 patentes

Ventajas e Inconvenientes

VENTAJAS Apto para ciertas discapacidades Mayor comodidad Mayor rapidez Ahorro de dentífrico Unificación cepillo y pasta dentífrica Uso más fácil para viajes (anti olvidos) Uso de la pasta siempre en buen estado Uso modular (recambio del cabezal, deposito, dispensador) Producto innovador

Ventajas e Inconvenientes

INCONVENIENTES Producto más complejo Coste superior al cepillo tradicional Necesidad de montaje Menor resistencia del mango Posible fallo de impulsión de la pasta Exclusividad en el uso de la pasta dentífrica Depósito más limitado que el tradicional No apto para ciertas discapacidades Uso de más materiales: dificultad para el reciclaje

Partes del cepillo de dientes Una sola parte 6 patentes Dos partes 16 patentes Tres partes 6 patentes Más de tres partes 3 patentes

Situación de la bomba

En la mayoria de las patentes la bomba se coloca muy lejos de las cerdas, cosa que hace, que pueda ser más frequente el atascamiento si se generan agregados

Disposición de los orificios Ninguna patente hace referencia clara a

como deberían estar orientados los orificios de salida, el diametro, o si deberían incorporar algún tipo de válvula para evitar entrada de cuerpos extraños. Algunas hacen referencia a patillas manuales.

Normalmente sólo hacen referencia al tubo de salida, pero no como se repartirá el dentífrico a través de las cerdas

Materiales a usarTampoco hay referencias sobre este apartado, pero se podrían usar los siguientes:

Aleaciones martensíticas de acero inoxidable Cr, o Cr, Ni, para muelles

Aleaciones martensíticas de acero inoxidable Cr, o Cr, Ni, para hélices

Aleaciones ferríticas de acero inoxidable Cr, o Cr, Ni, para pistones

Aleaciones ferríticas de acero inoxidalbe Cr, para fuelles

Aleaciones de Cu, y de acero dulce para la bomba eléctrica

* Materiales plásticos elásticos, cauchos sintéticos para bombas·     * Materiales plásticos muy elásticos y poco rígidos, tipo

PE, en el caso de usar mangos deformables.·     * Bolas antirretorno de caucho duro, o de PS, pero que no

sean cauchos tipo SBR, que se hinchen con la presencia de alcholes, o otros disolventes

·      * Los “cartuchos” donde van las válvulas antirretorno, de PVC serían los más resistentes o sino de PP o de PS

·      * Juntas tóricas de PTFE·  * Plásticos rígidos y resistentes al desgaste, tipo PS o Poliamidas,

para patillas manuales.·   * Aleaciones ferríticas de acero inoxidalbe Cr, para clapetas

Tipo de crema dentífrica

Las patentes estudiadas no hacen ninguna referencia al tipo de crema.

En este proyecto se propone:

Usar un gel antes que una crema debido a su menor viscosidad

Usar un gel tixiotrópico a base de bentonitas Con pocas gomas (xantano, reduce viscosidad) Con pocos aluminosilicatos hidratdos (menos

abrasiva para el tubo)

ConclusionesLos sistemas anteriormente estudiados tenen diversas desventajas:

Sistemas complejos, dificiles de unir No fiables, y con posibilidades de perdidas Requieren un mantenimiento Se usan elementos clásicos de bombas Gran complejidad de ensamblado, aumento del

coste de producción No regulan bien la cantidad de fluido a

dosificar Pueden tener problemas de retención del fluido

Mejoras propuestas en el proyecto

Uso de una bomba que está formada por PP, o PS con dos partes.

Uso de una bolsa recargable de Al, PE,PET Dos válvulas tipo diafragma de PP Mango de PP y ABS, que le da mayor

resistencia a la tenacidad, con PUR gomoso Uso de un gel de poca viscosidad

tixiotrópico, que fluya bien Cabezal con cerdas de nylon, y con un solo

orifico de salida

Viabilidad ecónomica La bomba usa dos tipos de plásticos muy usuales

PE y PP unidos por plastisoles, las patentes usan aceros inoxidables de coste de fabricación y adquisición superior

Valvúlas simples de diafragma de PP, en cambio la bibliografia usa complejas válvulas con muelles metálicos y bolas

Sistema de recarga que fàcil, y que da mayor posibilidad de comercializar recambios

El mango usa casi los mismos plásticos que la bomba, solo el ABS encarece algo el mango

PLANOS

PLANOS

PLANOS

PLANOS

PLANOS

PLANOS

Procedimiento de recarga

1. Sujetar el extremo del cabezal fuertemente con una mano.

2. Tirar del mango hasta separar las dos partes.

3. Separar el cartucho de pasta dentífrica del dispositivo de bombeo.

4. Introducir el nuevo cartucho presionando la boquilla de salida contra el extremo de la bomba, hasta perforar el sello protector.

5. Situar el mango frente al cabezal, haciendo coincidir las dos marcas.

6. Presionar el mango contra el cabezal, hasta oír un “clack”.

Instrucciones de uso

Procedimiento de uso

1. Sujetar el cepillo con una mano, situando el dedo pulgar sobre el pulsador.

2. Humedecer las cerdas con agua si se desea.

3. Presionar 2 o 3 veces el pulsador según la cantidad de pasta requerida.

4. Cepillar los dientes durante 2 minutos (siga los consejos de su dentista).

5. Limpiar en profundidad el cabezal, para evitar la obstrucción de la válvula de salida de pasta dentífrica.

Instrucciones de uso

NO FUNCIONAFallo cabezal + Fallo impulsión pasta

Fallo Impulsión de pasta

Obstrucción Fallo sistema de impulsión

Desacoplamiento de los elementos

Rotura sistema impulsor

Fallo clip

Rotura clip

Bomba perforada

Cartucho perforado

Conducto obstruido

Válvula obstruida

Pasta seca Elemento externo

Fallo del cabezal

Desprendimiento de cabezal

Cerdas gastadas

Fallo clip

Rotura clip

Cerdas sucias

Cerdas dobladas

Árbol de fallos

Elección de materiales

Factores:Estudio de mercadoPropiedades mecánicas del materialProcesado (fabricación)CostesImpacto medioambiental

CEPILLO NOMAD

POLIACRILAMIDA

PP+ABS+ASPS (bolsa contenedora de pasta)

ESPUMA POLIURETANO

Propiedades mecánicas del PP:

Propiedades PP

Densidad (Kg/cm3) 0,96

Módulo de Young (Mpa)

1200-2000

Tensión de Fluencia (Mpa)

30

Elongación (%) 50-200

Resistencia de Temperaturas(ºC)

-10/110

Propiedades mecánicas del ABS:

Propiedades ABS

Densidad (g/cm3) 1,05

Dureza Rocwell R 100-110

Elongación (%) 45

Temperatura máx uso(ºC) 70-100

Propiedades mecánicas:

Propiedades de la espuma de poliuretano: Buena resistencia mecánica Buena propiedad térmica ( -30/100 ºC) Óptima resistencia al envejecimiento Bajo peso Simplicidad de transformación Elevada propiedad mecánica Posibilidad de ajustar la resistencia compresión y flexión

Propiedades mecánicas del PS:

Es liviano y resistente al agua Su estabilidad,dureza y rigidez permite conservar por

más tiempo el continente Posee alto grado de procesabilidad en transformación

por moldeo, extrusión, termosoplado y soplado Es un material muy versatil Se puede fabricar en diversos colores, ya sean

trasparentes u opacos

Características generales PP:

El pp se produce a partir de petróleo o gas natural por un proceso de polimerización.

Polimeros termoplásticos sólidos que pueden ser procesados por extrusión o inyección

Tienen excelente coloreabilidad Son fáciles de conformar Presentan resistencia al agua y soluciones acuosas Soporta cargas ligeras durante periodos de tiempo

prolongados

Aspectos económicos:

Compuesto Precio (€ / Kg)

HDPE 0,78

PP 0,84

PET 1,08

PVC 0,68

Aspectos medioambientales:

El impacto ambiental que provoca el PP frente a otros plásticos de gran consumoes inferior, es decir, repercute directamente en:Consumo de energíaAgotamiento de materia primaEmisión durante la fabricaciónResiduos generados en la fabricación

Aspectos medioambientales:

Reducción de la fuente:Con un proceso de fabricación moderno, podemos

prescindir de efluentes gaseosos, puesto que está compuestos en un 99% de C y H, muy abundantes en la naturaleza.

No contamina químicamente la naturaleza

Aspectos medioambientales:

Valorización de residuos plásticos:El 50% de las aplicaciones se destina al mercado

de los bienes durables, por lo que la incidencia en residuos urbanos es menor

Reciclado mecánico:El 100% del PP es reciclable ya sea en forma de

Scrap industrial( residuo industrial) o bien residuo post-consumo.

Aspectos medioambientales:

Recuperación energética:El pp tiene energía comparable con los

combustibles fósiles, de ahí que constituyan una alternativa para producir energía eléctrica y calor

Reciclado químico: Consiste en la despolimerización de los

residuos plásticos, permitiendo obtener componentes del petróleo para la industria

MEDIDAS ADOPTADAS PARA LA MINIMIZACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL

EN EL DISEÑO Y CONCEPCIÓN DEL PRODUCTO

1. Diseño modular con partes reemplazables. Menor empleo de materiales a medio plazo.

2. Material de las cerdas más duradero. Mayor longevidad del producto. Menor empleo de materiales a medio plazo.

3. Marcaje identificativo de los materiales que integran las diferentes partes del cepillo. Mejora en la gestión de los residuos al final de la vida útil del producto

Estudio de impacto ambiental

MEDIDAS ADOPTADAS PARA LA MINIMIZACIÓN DEL IMPACTO AMBIENTAL

EN EL DISEÑO Y CONCEPCIÓN DEL EMBALAJE

1. Minimización del tamaño del embalaje. Menor consumo de materiales.

2. Empleo de cartón, papel y plástico reciclables y/o reciclados.

3. Empleo de materiales potencialmente poco contaminantes.

4. Adhesión al sistema de gestión de embalajes europeo “Punto Verde”.

Estudio de impacto ambiental

PresupuestoServicio de Ingeniería: - Presupuesto de ingeniería: 40 días x 2 h./día x 6

pers./h. x 40 €./h….19200 €. - Presupuesto del prototipo: Estereolitografía:……………………150 €. Ensayos y modificaciones de la

bomba……………………………. 450 €.

Total: 19800 €.

Gastos de infraestructura incluidos en coste hora de recursos de ingeniería.

Se prevé la utilización de elementos similares en el mercado para el estudio de la bomba y de las válvulas.

Costos de producción:

1) Maquinaria necesaria ya en empresa y por lo tanto AMORTIZADA. (Únicamente se compran los nuevos moldes y las máquinas para la realización de las bolsas recambiables.)

2) Bomba, acople bomba-bolsa y válvulas COMPRA EXTERIOR (0,2€ TODO)

3) Gastos Electricidad General toda la planta NO SE CUENTA

4) Demanda elevada FABRICADO = VENDIDO5) 2 TURNOS / 8 HORAS / 25 DIAS/MES + 200.000

piezas/mes

Costes de Producción:Cálculos de la Inversión

  COSTE (€)

Moldes para los mangos de los cepillos 12000

Moldes para los cabezales 9000

Moldes para los estuches 6000

Maquina de moldeado por inyección X 3 0

Máquina mezcladora 0

Máquina trituradora 0

Máquina de estampado caliente a presión 0

Cortador de cerdas 0

Máquina de insertado 0

Máquina de recorte y redondeo de cerdas 0

   

Máquina cortadora de plástico 120000

Máquina de cierre por termosellado 100000

Máquina llenadora de pasta 150000

Otros gastos de linea (cintas, cilindros…) 30000

Obras para implantación de linea 30000

   

Gastos de ingeniería 19800

TOTAL 476800

Mano de obra requeridaCostos de la Producción:

Clasificación del trabajo nº de pers.

Moldeado del mango de los cepillos 1

Moldeado de los cabezales 1

Moldeado de los estuches 1

Estampado en caliente 1

Insertado 1

Recorte, inspección y moldeado de las cerdas 1

Linea de bolsas y llenado de pasta 2

Control de calidad y empaquetado 6

Montaje 5

TOTAL 19

19 personas x 16 h/día x 25 €/h.= 7600 €/día.

Costes de materialesCostos de Producción

MATERIA PRIMA

PIEZA

COSTE €

Pástico del cuerpo del mango

0,3

Plástico acoplado en mango

0,1

Plastico del cabezal

0,1

Cerdas

0,1

Pasta de dientes (€/bolsita)

0,15

Plástico + aluminio bolsitas

0,05

Costos de ProducciónCostes de Materiales

Por cada cepillo completo 3 Cabezales y 3 bolsitas con pasta

2 ProductosCepillo completo

Cepillo sin cuerpo

MATERIA PRIMA       

Plástico del cuerpo del mango750 2500 piezas/día X 0.3 €/pieza

Plástico acoplado en mango250 2500 piezas/día X 0.1 €/pieza

Plástico del cabezal750 7500 piezas/día X 0.1 €/pieza

Cerdas750      

Pasta de dientes (€/bolsita)1125 7500 piezas/día X 0.15 €/pieza

Plástico bolsitas375 7500 piezas/día X 0.05 €/pieza

Conjunto válvula-acople-bomba1500 7500 piezas/día X 0,2 €/pieza

TOTAL 5500 €

Costos de producción

Costes de materiales

COSTES/DIA= materia prima + mano de obra= 5500 + 7600 = 13100 €/día.

Los costes fijos al año: 300 días laborables x 13100€/día = 3930000 €/año.

DIAGRAMA DE EQUILIBRIO

COSTE FIJO ANUAL = 500000 €.

-Precio de venta de los cabezales + bolsita con pasta: 3€-Precio de venta de cepillo completo: 4€-Gastos variables Cabezal + bolsita con pasta: 1,36€-Gastos variables de cepillo completo: 1,66 €

Punto muerto M

- 68.870,5 cepillos completos

- 206.611,5 cabezales y bolsitas con pasta.

Costos de producciónMovimiento de fondos

*Suponiendo un interés de 0,1.

**Precio del cepillo: 4€

**Precio de cabezal y bolsa 3€

V.A.N. (3 años)= 965574,155 €

*Suponemos que el producto se vende durante 3 años