Estudio de esfuerzo y deformación de piezas de impresión 3D

• Autores: Germán Alonso Ruiz Domínguez, Rodolfo Ulises Rivera Landaverde, Gilberto Orrantia Daniel, María de Jesús Tellez Moroyoqui, Ángel Adrián Valenzuela Martínez
• Localización: ConCiencia Tecnológica, ISSN-e 1405-5597, Nº. 57 (Enero-Julio), 2019 (Ejemplar dedicado a: 50 aniversario de las carreras de Ingeniería Eléctrica e Ingeniería Mecánica), págs. 28-33
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Stress and deformation study of 3D printing parts
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• Resumen
  • español

    La manufactura aditiva ha permitido fabricar partes más rápido comparado con los procesos de manufactura tradicional. Lo anterior ha facultado que los equipos de introducción de nuevos productos de las organizaciones industriales utilicen estos procesos no tradicionales para agilizar los procesos de diseño y desarrollo de productos. Sin embargo, el comportamiento estructural y funcional de los prototipos impresos en 3D no ha sido completamente analizado como para sustituir de una forma segura una parte fabricada con procesos tradicionales por una parte fabricada con procesos de manufactura aditiva.

    Este artículo propone un estudio de las propiedades mecánicas de esfuerzo y deformación de partes fabricadas con FDM (Fused Deposition Modeling) con el fin de establecer reglas de fabricación de estas partes con este tipo de proceso particular y de esta manera ayudar a esa transición. El estudio se desarrolla de acuerdo a la siguiente metodología; primeramente, se procede a la impresión 3D de probetas de acuerdo a lo establecido en la norma ASTM-D698; enseguida, se realizan los ensayos de tensión efectuados en una máquina universal y registran los datos generados;

    luego, se desarrolla el análisis estadístico de los datos obtenidos y finalmente, se conduce una comparación contra los valores conocidos de las propiedades mecánicas del ABS (Acronitrilo-butadieno-estireno).

    Los resultados obtenidos permiten establecer la normalidad de datos de los ensayos de tensión y que los datos obtenidos son estadísticamente significativos para continuar los análisis. Se concluye que las piezas impresas en 3D se pueden utilizar como sustitutas a las fabricadas tradicionalmente con las condiciones indicadas como parámetros. Se sugiere un estudio en donde se analice exhaustivamente el comportamiento de las piezas impresas en 3D en condiciones extremas de usos industriales.

  • English

    Additive manufacturing has allowed to manufacture parts in a faster way compared to a traditional manufacturing process. This has enabled to the new product introduction departments (NPI) of industrial organizations to use these non-traditional processes to streamline the design and product development process.

    However, the structural and functional behavior of 3D printed prototypes has not been completely analyzed as to replace in a safe way a part manufactured with traditional processes by a 3D printed part. This article propose a study of mechanical properties of stress and deformation of 3D printed parts manufactured with FDM (Fused Deposition Modeling) in order to establish rules of manufacture with this type of particular process and thus help this transition.

    The study is developed according to the following methodology; first, the 3D printed parts specimens were manufactured according to the provisions of the ASTM-D698 standard; then, the tension tests were carried out on a universal machine to generate data, the statistical analysis of data obtained is developed;

    and finally, a comparison is conducted against the known values of the mechanical properties of the ABS (Acrylonitrile-butadiene-styrene). The obtained results allow to establish the normal data of the tension tests and that the obtained data are statistically significant to continue the analyzes. We concluded that the 3D printed parts can be used as substitute to those traditionally manufactured with the conditions indicated as parameters. A study is suggested in which the behavior of 3D printed parts under extreme conditions of industrial use is analyzed exhaustively.