RESUMEN El procedimiento de Modelación por Deposición de Filamento (MDF) polimérico es una de las variantes de mayor repercusión en el conjunto de tecnologías de construcción aditiva, usualmente llamadas impresión 3D. La irrupción de máquinas de bajo costo y la continua mejora de la calidad y resistencia de los polímeros empleados, exige estimar la vida útil y performance de las piezas impresas. Por ello, este trabajo analiza el desempeño mecánico ante esfuerzos de flexión de polímeros que típicamente se emplean en la construcción aditiva. En particular se evalúa, a través de experimentos diseñados “ad-hoc” el módulo de elasticidad a flexión en probetas de Poli Ácido Láctico (PLA), Nylon y Poli-estireno de Alto Impacto (HIPS), en función de diversos factores de variabilidad, entre los que se cuentan la dirección de trazado en cada capa (ángulo de deposición), la orientación de impresión de la pieza, la presencia de aditivos colorantes en los polímeros y la velocidad de impresión. Se encontró que todos los factores de variabilidad estudiados, modifican significativamente el módulo de elasticidad a la flexión. Analizando la orientación de los filamentos en los tres materiales, se determinó que la técnica MDF produce piezas anisótropas. El mayor valor del módulo de elasticidad se logra cuando la dirección de todos los filamentos coincide con la dirección de los esfuerzos principales. A su vez la coloración de los materiales en crudo tiene influencia significativa como también la dirección en la que se elabora la impresión. También se comprobó que el módulo de elasticidad disminuye al aumentar la velocidad de impresión.
This work aims to evaluate and compare variations of a methodology for performing tensile tests on thermoplastic specimens constructed by additive manufacturing technologies (AMT) with filament deposition modeling (FDM). The testing procedures of pieces made in FDM machines do not yet have any conclusive standards because 3D printing, as a disruptive and exponentially growing technology, has not allowed enough time to reach a definitive scientific consensus. Nowadays, testing standards for injected thermoplastic parts or laminated composites are employed as substitutes with careful implementation. A comparative study was carried out on the elasticity modulus, determined within the framework of the same standard but with different measuring devices and testing machines. These machines cover a broad range from professional automated high precision machines to lab and specialized machines. Sets of 3Dprinted specimens with identical manufacturing parameters were constructed in a commercial 3D printer. An analysis of variance was performed in order to evaluate the consistency and significance of experimental data for the same polymer, considering the machine type and its corresponding setup. From the experimental data, it is concluded that, with the due care, all evaluated testing setups can reach comparable results, especially in the absence of sophisticated and expensive measuring systems.
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