Influencia de la posición de impresión y la densidad de relleno en las propiedades mecánicas de probetas fabricadas en ABS

Manuel José Carvajal Loaiza | Biografía
Universidad de Antioquia
Pablo Gónzalez Diaz | Biografía
Universidad de Antioquia
Carlos Alberto Mejía Blandón | Biografía
Universidad de Antioquia
Liliana Marcejal Bustamante Góez | Biografía
Universidad de Antioquia
Junes Abdul Villarraga Ossa | Biografía
Universidad de Antioquia

Resumen

En este artículo se investiga la influencia de la posición de impresión y la densidad del relleno sobre el módulo de elasticidad, el límite de fluencia, el esfuerzo máximo y la tenacidad de probetas elaboradas mediante modelado por deposición fundida. Se elaboraron probetas de ABS en dos posiciones diferentes XY y XZ, cuyos ángulos raster fueron -45°/45° y 0°/90°, respectivamente, las cuales se sometieron a ensayos de tracción para calcular sus propiedades mecánicas y evidenciar la incidencia de los parámetros estudiados. Los hallazgos permitieron identificar que las propiedades mecánicas de las piezas terminadas difieren de las del material base (filamento); por lo tanto, según la aplicación final de la parte, es necesario establecer criterios de fabricación que permitan obtener piezas con mayores expectativas de vida útil para una carga dada. 

Referencias

  1. [1] Ö. Keleş, C. W. Blevins, K. J. Bowman y Ö. Kele, “Effect of build orientation on the mechanical reliability of 3D printed ABS”, Rapid Prototyp. J., vol. 23, n.° 2, pp. 320-328, 2017. DOI: 10.1108/RPJ-09-2015-0122.
  2. [2] W. Gao et al., “The status, challenges y future of additive manufacturing in engineering”, Comput. Des., vol. 69, pp. 65-89, 2015. DOI: 10.1016/j.cad.2015.04.001.
  3. [3] Y. Huang, M. C. Leu, J. Mazumder y A. Donmez, “Additive Manufacturing: Current State, Future Potential, Gaps and Needs, and Recommendations”, J. Manuf. Sci. Eng., vol. 137, n.° 1, p. 014001, 2015. DOI: 10.1115/1.4028725.
  4. [4] D. H. Stamatis, Failure mode and effect analysis : FMEA from theory to execution, Milwaukee: ASQ Quality Press, 2003. DOI: 10.1080/00401706.1996.10484424.
  5. [5] G. S. Wasserman, Reliability verification, testing and analysis in engineering design, Nueva York: Marcel Dekker, 2002. DOI: 10.1201/9780203910443.
  6. [6] I. Gibson, D. W. Rosen y B. Stucker, Additive Manufacturing Technologies, Boston: Springer, 2010. DOI: 10.1595/205651315X688406.
  7. [7] N. Aliheidari, R. Tripuraneni, A. Ameli y S. Nadimpalli, “Fracture resistance measurement of fused deposition modeling 3D printed polymers”, Polym. Test., vol. 60, pp. 94-101, Jul. 2017. DOI: 10.1016/J.POLYMERTESTING.2017.03.016.
  8. [8] S. Ahn, M. Montero, D. Odell, S. Roundy y P. K. Wright, “Anisotropic material properties of fused deposition modeling ABS”, Rapid Prototyp. J., vol. 8, n.° 4, pp. 248-257, 2002. DOI: 10.1108/13552540210441166.
  9. [9] O. A. Mohamed, H. Syed, Masood y J. L. Bhowmik, “Optimization of fused deposition modeling process parameters: a review of current research and future prospects”, Advances in Manufacturing, vol. 3, pp. 42-53. DOI: 10.1007/s40436-014-0097-7.
  10. [10] K. Gnanasekaran et al., “3D printing of CNT- and graphene-based conductive polymer nanocomposites by fused deposition modeling”, Appl. Mater. Today, vol. 9, pp. 21-28, 2017. DOI: 10.1016/J.APMT.2017.04.003.
  11. [11] S. Berretta, R. Davies, Y. T. Shyng, Y. Wang y O. Ghita, “Fused Deposition Modelling of high temperature polymers: Exploring CNT PEEK composites”, Polym. Test., vol. 63, pp. 251-262, 2017. DOI: 10.1016/J.POLYMERTESTING.2017.08.024.
  12. [12] J. Torres, J. Cotelo, J. Karl y A. P. Gordon, “Mechanical Property Optimization of FDM PLA in Shear with Multiple Objectives”, JOM, vol. 67, n.° 5, pp. 1183–1193, 2015. DOI: 10.1007/s11837-015-1367-y.
  13. [13] N. G. Tanikella, B. Wittbrodt y J. M. Pearce, “Tensile strength of commercial polymer materials for fused filament fabrication 3D printing”, Addit. Manuf., vol. 15, pp. 40-47, 2017. DOI: 10.1016/j.addma.2017.03.005.
  14. [14] B. M. Tymrak, M. Kreiger y J. M. Pearce, “Mechanical properties of components fabricated with open-source 3-D printers under realistic environmental conditions”, Mater. Des., vol. 58, pp. 242–246, 2014. DOI: 10.1016/j.matdes.2014.02.038.
  15. [15] Ultimaker, Manual de instalación y uso Ultimaker 2+: hace que lo fácil sea incluso más fácil, Países Bajos: Ultimaker, 2016.
  16. [16] ASTM International, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics 1, West Conshohocken: ASTM, 2019. DOI: 10.1520/D0638-14.
  17. [17] B. Rankouhi, S. Javadpour, F. Delfanian y T. Letcher, “Failure Analysis and Mechanical Characterization of 3D Printed ABS With Respect to Layer Thickness and Orientation”, J. Fail. Anal. Prev., vol. 16, pp. 467-481, 2016. DOI: 10.1007/s11668-016-0113-2.
  18. [18] A. Bellini y S. Güçeri, “Mechanical characterization of parts fabricated using fused deposition modeling”, Rapid Prototyp. J., vol. 9, n.° 4, pp. 252-264, 2003. DOI: 10.1108/13552540310489631.
  19. [19] O. A. Mohamed, S. H. Masood y J. L. Bhowmik, “Optimization of fused deposition modeling process parameters for dimensional accuracy using I-optimality criterion”, Measurement, vol. 81, pp. 174–196, 2016. DOI: 10.1016/J.MEASUREMENT.2015.12.011.
  20. [20] C. Chung Wang, T. Lin y S. Hu, “Optimizing the rapid prototyping process by integrating the Taguchi method with the Gray relational analysis”, Rapid Prototyp. J., vol. 13, n.° 5, pp. 304–315, 2007. DOI: 10.1108/13552540710824814.
  21. [21] A. K. Sood, R. K. K. Ohdar y S. S. S. Mahapatra, “Parametric appraisal of mechanical property of fused deposition modelling processed parts”, Materials & Design, vol. 31, n.° 1, pp. 287-295, 2010. DOI: 10.1016/j.matdes.2009.06.016.
  22. [22] F. Rayegani y G. C. Onwubolu, “Fused deposition modelling (FDM) process parameter prediction and optimization using group method for data handling (GMDH) and differential evolution (DE)”, Int. J. Adv. Manuf. Technol., vol. 73, n.° 1-4, pp. 509–519, 2014. DOI: 10.1007/s00170-014-5835-2.
  23. [23] D. Popescu, A. Zapciu, C. Amza, F. Baciu y R. Marinescu, “Material Properties FDM process parameters influence over the mechanical properties of polymer specimens: A review”, Polym. Test., vol. 69, pp. 157-166, 2018. DOI: 10.1016/j.polymertesting.2018.05.020.
  24. [24] A. M. Do Nald y E. J. Krame, “Plastic deformation mechanisms in poly(acrylonitrile-butadiene styrene) [ABS]”, Journal of Materials Science, vol. 17, pp. 1765-1772, 1982. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00540805.
  25. [25] R. W. Truss y G. A. Chadwick, “Tensile deformation ABS polymers behaviour of ABS polymers”, Journal of Materials Science, vol. 11, pp. 111-117. DOI: 10.1007/BF00541081.
  26. [26] R. Braglia y M. SpA, “Craze formation in ABS polymers”, Journal of Materials Science, vol. 19, pp. 2643–2650 1984. DOI: 10.1007/BF00550821.
Cómo citar
Carvajal Loaiza, M. J., Gónzalez Diaz, P., Mejía Blandón, C. A., Bustamante Góez, L. M., & Villarraga Ossa, J. A. (2020). Influencia de la posición de impresión y la densidad de relleno en las propiedades mecánicas de probetas fabricadas en ABS. Revista Ingenierías Universidad De Medellín, 19(37), 179-193. https://doi.org/10.22395/rium.v19n37a9

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