Caracterización mecánica a flexión de materiales compuestos con matriz fotopolimérica reforzados con fibras de abacá y cabuya mediante impresión 3D

Abstract

Los materiales compuestos y la fabricación por impresión 3D son en la actualidad una alternativa en la fabricación de autopartes. La presente investigación tuvo como objetivo caracterizar el material compuesto con matriz de resina fotopolimérica reforzada con fibras naturales de abacá y cabuya fabricados por impresión 3D, para su aplicación en la fabricación de autopartes. Como objeto de estudio se seleccionó la rejilla direccional del ducto de aire acondicionado de un automotor; mediante análisis experimental y simulación computacional se compararon sus características mecánicas. Para la fabricación de las probetas de ensayos se propuso una fracción volumétrica de fibra refuerzo del composite del 20 % en los dos tipos de fibras, el ensayo a flexión se procedió según la norma ASTM 790. Como resultado de la caracterización mecánica de los materiales fabricados se obtuvo que el esfuerzo máximo a flexión de los compuestos reforzados con abacá (77,53 MPa) y cabuya (83,26 MPa) disminuyeron con respecto al material matriz (92,77 MPa). El módulo de elasticidad a la flexión que presentaron compuestos reforzados con abacá (2211,33 MPa) y cabuya (1806,03 MPa) aumentaron con respecto al material matriz (1689,64 MPa), lo que se traduce en un aumento de la rigidez de los materiales caracterizados, haciendo posible la sustitución del material matriz.

Abaca: a general review on its characteristics, productivity, and market in the world

“…The abaca has a high potential as a crop, since sowing it can take from two to three years to have a biannual harvesting using few resources of pesticides and fertilizers which gives way to a non-expensive treatment of the crop (Lacuna-Richman, 2002). Furthermore, according to Global Market Insights (2021), the global market size of the abaca fiber is going to present a strong increment over 2021-2027, due to the accelerating adoption of abaca-reinforced hybrid materials because of its multiple uses and its sustainability.…”

“…The unique characteristics of this fiber have increased its use in the automotive industry, as a substitute for fiberglass in reinforced plastic components. Besides, it works as a replacement for the synthetic fiber that is in the vehicle which generates a weight decrease and a cost reduction (Llanes-Cedeño et al, 2019).…”