Ingeniería Mecánica · 2025
Determinación mediante ensayos de esfuerzo de tensión de falla de probetas normalizadas de PLA Carbono fabricadas por deposición de filamento fundido
La impresión 3d es un campo de la manufactura que ha crecido de forma exponencial en cada uno de los proyectos de forma que ha funcionado como prototipado en las distintas industrias como automovilística, aeronáutica, sector de la construcción y sin fin de usos. En los últimos 10 años se ha venido desarrollando y aplicando innovaciones en distintos tipos de materiales donde se busca reforzarlos para mejorar sus propiedades mecánicas de modo que es de gran importancia el poder caracterizar estos materiales mediante distintos tipos de ensayos mecánicos. El primer paso para una correcta caracterización es modelar mediante un programa CAD cada probeta con las dimensiones establecidas para cada norma, para este estudio se empleará ensayos de tensión y flexión en PLA carbono para estudiar su comportamiento variando 2 parámetros en este estudio como lo son altura de capa y orientación de la pieza respecto a la cama de impresión con el fin de deducir cual es la variación con mejor resistencia.
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Contenido
- Introducción y justificaciónp. 13
- Objetivosp. 15
- Objetivo generalp. 15
- Objetivos específicosp. 15
- Capítulo 1: Marco teóricop. 16
- 1.1 Antecedentesp. 16
- 1.2. Proceso FDMp. 18
- 1.3 Parámetros de impresiónp. 19
- 1.3.1 Altura de capap. 19
- 1.3.2 Densidad de rellenop. 20
- 1.3.3. Patrón de rellenop. 20
- 1.3.4. Temperaturap. 21
- 1.3.5 Ángulo de impresiónp. 22
- 1.3.6. Soportesp. 22
- 1.4. Material de estudiop. 23
- 1.4.1 Ácido poliláctico carbono (PLA Carbono)p. 23
- 1.5. Ensayos mecánicosp. 24
- 1.5.1. Norma ASTM D3039 (Tensión)p. 24
- 1.5.2. Norma ASTM D790 (Flexión)p. 25
- Capítulo 2: Marco metodológicop. 27
- 2.1 Diseño experimentalp. 27
- 2.2. Preparación de Muestrasp. 29
- 2.3. Fabricación de Probetasp. 29
- 2.4 Ensayo de tensiónp. 33
- 2.5 Ensayo de flexiónp. 34
- Capítulo 3. Recolección y organización de datosp. 36
- 3.1 Resultados ensayos de tensiónp. 36
- 3.1 Resultados ensayos de flexiónp. 42
- Capítulo 4. Interpretación de resultadosp. 50
- 4.1 Análisis ensayo de Tensiónp. 50
- 4.2 Análisis ensayo de Flexiónp. 56
- 4.3 Análisis estadístico ANOVA Ensayo de Tensiónp. 61
- 4.4 Análisis estadístico ANOVA Ensayo de Flexiónp. 69
- Capítulo 5. Discusión y conclusionesp. 76
- Capítulo 6. Bibliografíap. 80
- Academia, s.f.)p. 19
- (Original Prusa 3D Printers, s.f.)p. 19
- una impresión 3D? (3DPartner, s.f.)p. 20
- Figura 4. Patrones de relleno. Tomado de Infill (BCN3D, s.f.)p. 21
- temperatura (Gilitadas, s.f.)p. 21
- Figura 6. Ángulo de impresión. Fuente: elaboración propiap. 22
- Figura 7. Soporte de impresión. Fuente: elaboración propiap. 22
- (Incisecret, s.f.)p. 23
- Figura 9. Probeta random-discontinuous. Fuente: elaboración propiap. 25
- Materials (ASTM International, 2003, p. 3)p. 26
- Figura 11. Probeta para termoplásticos. Fuente: elaboración propiap. 26
- Figura 12. Probetas diseñadas en Fusion 360. Fuente: elaboración propiap. 29
- Figura 13. Variación del ángulo de impresión. Fuente: elaboración propiap. 30
- Figura 14. Efecto del ángulo de impresión en el soporte. Fuente: elaboración propiap. 30
- Figura 15. Diseño de los soportes personalizados. Fuente: elaboración propiap. 31
- Figura 16. Fabricación probetas tensión y flexión. Fuente: elaboración propiap. 32
- Figura 17. Ensayo de Tensión. Fuente: elaboración propiap. 33
- Fuente: elaboración propiap. 55
- Fuente: elaboración propiap. 55
- Fuente: elaboración propiap. 55
- elaboración propiap. 36
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- Fuente: elaboración propiap. 55
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- elaboración propiap. 36
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- Fuente: elaboración propiap. 55
- elaboración propiap. 36
- elaboración propiap. 36
- espesor de capa (mm). Fuente: elaboración propiap. 52
- fuerza (N) - Angulo (º) - espesor de capa (mm). Fuente: elaboración propiap. 52
- elaboración propiap. 36
- Fuente: elaboración propiap. 55
- Fuente: elaboración propiap. 55
- ensayadas a tensión. Fuente: elaboración propiap. 55
- espesor de capa (mm). Fuente: elaboración propiap. 57
- fuerza (N) - Angulo (º) - espesor de capa (mm)Fuente: elaboración propiap. 58
- elaboración propiap. 36
- Fuente: elaboración propiap. 55
- Fuente: elaboraciónp. 60
- para impresión 3D (4D-Lab Colombia, s.f.)p. 24
- International, 2017)p. 25
- Tabla 3. Diseño Experimental. Fuente: elaboración propiap. 28
- Tabla 4. Parámetros de impresión constantes. Fuente: elaboración propiap. 32
- Tabla 5. Parámetros independientes, dependientes y controlp. 36
- elaboración propiap. 36
- Fuente: elaboraciónp. 51
- Propiap. 38
- Tabla 8. Resultados de análisis de flexión de las probetas. Fuente: elaboración propiap. 56
- Fuente: elaboración propiap. 55
- elaboración propiap. 36
- elaboración propiap. 36
- elaboración propiap. 36
- elaboración propiap. 36
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