Comparación tecnológica de patrones de relleno en impresión 3D por extrusión usando simulación.

Abstract

Este trabajo desarrolla una comparativa tecnológica de las cualidades físicas y mecánicas de 10 patrones de relleno, 9 comúnmente utilizados para impresión 3D y uno propuesto por los autores. A través de herramientas de simulación, se encontraron las propiedades mecánicas que aporta cada patrón de relleno en un elemento de impresión 3D para así proveer una potencial herramienta al diseñador que permita seleccionar el patrón adecuado de acuerdo con los requerimientos de diseño. Se empleó Inventor Professional, versión estudiantil, para el diseño exterior de las probetas basándose en la norma ISO 527 para ensayos de tensión y la norma ISO 604 para los ensayos de compresión. En las simulaciones de los ensayos, se empleó Inventor Nastran, para el análisis de elementos finitos. Se aplicaron fuerzas fijas para todas las probetas, 9 MPa y 33 MPa para los ensayos de compresión y tensión respectivamente. Curva de Hilbert destacó en tensión, sin embargo, en el ensayo de compresión sus propiedades mecánicas disminuyeron, de manera opuesta a HoneyComb. Patrones de relleno como concéntrico, rectilíneo, HoneyComb y Grid, que presentan en su geometría líneas rectas distribuidas en toda la probeta mostraron un comportamiento promedio tanto en tensión como en compresión, por lo que son patrones que pueden usarse en aplicaciones que requieran resistencia a la tensión y a la compresión simultáneamente. Los patrones de relleno con diseño espiral no proporcionaron buenas características mecánicas frente a estímulos de tensión y compresión