Influencia en las propiedades mecánicas del poliácido láctico PLA variando la orientación de las líneas de deposición en impresiones 3D

Autores/as

  • Jonathan Javier Pabón Rojas Universidad de Antioquia
  • Bladimir Ramón Valencia Universidad de Pamplona
  • Holger Antonio Cacua Rivera Universidad de Pamplona

DOI:

https://doi.org/10.24054/rcta.v3iEspecial.852

Palabras clave:

Poliácido láctico, moldeado por deposición fundida, caracterización mecánica

Resumen

El modelado por deposición fundida representa un avance significativo comparado con otros procesos de producción, debido a la reducción en el tiempo de fabricación de piezas con geometrías complejas. Sin embargo, las propiedades mecánicas del material se ven afectadas a causa de la dirección de deposición, influyendo en el funcionamiento de la pieza en servicio. Por tanto, en la siguiente investigación se analizó las propiedades mecánicas a tracción del poliácido láctico (PLA), en diferentes ángulos de impresión. Se evidencio un comportamiento de carácter anisotrópico, en el cual, la mejor conducta mecánica se mostraba cuando los hilos están orientados en la misma dirección de la fuerza. En consecuencia, se empleó un análisis microscopia electrónica de barrido, donde se detectó una buena adherencia entre las áreas de los filamentos fundidos y una conducta frágil propia de un material elástico lineal. Por último, se realizó un estudio comparativo entre un modelo de elementos finitos y los resultados experimentales, donde se aprecia un comportamiento mecánico similar al obtenido de manera experimental.

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Citas

Wang, X. Jiang, M. Zhou, Z. Gou, J. Hui, D. (2017). 3D Printing of Polymer Matrix Composites: A Review and Prospective, Composites Part B: Engineering, Vol. 110, pp. 442–458. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.11.034

Vélez, M. Toala E. y Zagal. J. C. (2020). “Koala 3D: A Continuous Climbing 3D Printer.” Robotics and Computer-Integrated Manufacturing 64: 101950. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0736584519301474.

Lee, J. Y. An, J. Chua, C. K. (2017). Fundamentals and applications of 3D printing for novel materials. Applied Materials Today, Vol. 7, pp. 120–133. https://doi.org/10.1016/j.apmt.2017.02.004

Sood, A. K. Ohdar, R. K. Mahapatra, S. S. (2010). Parametric appraisal of mechanical property of fused deposition modelling processed parts, Materials and Design, 31(1), 287–295. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2009.06.016

Alaimo, G. Marconi, S. Costato, L. Auricchio, F. (2017). Influence of meso-structure and chemical composition on FDM 3D-printed parts, Composites Part B: Engineering, 113, 371–380. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.01.019

Abbott, A. C. Tandon, G. P. Bradford, R. L. Koerner, H. y Baur, J. W. (2018). Process- structure-property effects on ABS bond strength in fused filament fabrication, ELSEVIER, 19, 29–38. https://doi.org/10.1016/j.addma.2017.11.002

Cacua. R, H.A. Peña.C, C.A. Ramon. V, B.A. (2018). Efecto de la Velocidad de Deposición en Impresiones 3D Sobre las Propiedades Mecánicas del Poliacido Lactico, Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, 31–35. https://doi.org/10.24054/16927257.v0.n0.2018.3301

Bose, S. Ke., D. Sahasrabudhe. H. y Bandyopadhyay, A. (2018). Additive manufacturing of biomaterials, Progress in Materials Science, 93, 45–111. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2017.08.003

Susmel, L. y Ahmed, A. A. (2017). Additively Manufactured PLA under static loading: strength/cracking behaviour vs. deposition angle, Procedia Struct. Integr, 3, 498–507.

Mirón, V. Ferrándiz, S. Juárez, D. Mengual, A. (2017). Manufacturing and characterization of 3D printer filament using tailoring materials. Procedia Manufacturing, 13, 888– 894. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.09.151

Rodriguez, E. Cortés, E. Peña, C. (2016). Application of the Qfd Methodology in the Development of a 3d Printer, Revista Colombiana de Tecnologías de Avanzada, 2 n°28, 47–54.

Arbeiter, F. Spoerk, M. Wiener, J. Gosch, A. y Pinter, G. (2018). Fracture mechanical characterization and lifetime estimation of near-homogeneous components produced by fused filament fabrication, Polymer Testing, 66(January), 105–113. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2018.01.002

Dizon, J. R. C. Espera, A. H. Chen, Q. y Advincula, R. C. (2018). Mechanical characterization of 3D-printed polymers. Additive Manufacturing, 20, 44–67. https://doi.org/10.1016/j.addma.2017.12.002

Ahn, S. H. Montero, M. Odell, D. Roundy, S. Wright, P. K. (2002). Anisotropic material properties of fused deposition modeling ABS, Rapid Prototyping Journal, 8(4), 248–257. https://doi.org/10.1108/13552540210441166

Ding, S. Zou, B. Wang, P. Ding, H. (2019). Effects of nozzle temperature and building orientation on mechanical properties and microstructure of PEEK and PEI printed by 3D-FDM, Polymer Testing, 78, 105948. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2019.105948

Song, Y. Li, Y. Song, W. Yee, K., Lee, K. Y. Tagarielli, V. L. (2017). Measurements of the mechanical response of unidirectional 3D- PRINTED PLA, Materials and Design, 123, 154–164. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2017.03.051

Letcher, T. y Waytashek, M. (2014). Material Property Testing of 3D-Printed Specimen in PLA on an Entry-Level 3D Printer, Volume 2A: Advanced Manufacturing, (December 2014), V02AT02A014. https://doi.org/10.1115/IMECE2014-39379

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Publicado

2021-04-13 — Actualizado el 2020-08-14

Cómo citar

Pabón Rojas , J. J., Ramón Valencia, B., & Cacua Rivera, H. A. (2020). Influencia en las propiedades mecánicas del poliácido láctico PLA variando la orientación de las líneas de deposición en impresiones 3D. REVISTA COLOMBIANA DE TECNOLOGIAS DE AVANZADA (RCTA), 3(2), 33–41. https://doi.org/10.24054/rcta.v3iEspecial.852

Número

Sección

Artículos