Resumen de Predicción de propiedades mecánicas de PoliÁcido Láctico (PLA) procesado mediante moldeo por compresión y fabricación aditiva (FDM)

A. Saldaña, Míriam Lorenzo Bañuelos, Wilco M. H. Verbeeten

• español

  Ante la necesidad de asegurar los requerimientos mínimos de diseño en industrias tan exigentes como la médica, automovilística o aeronáutica, surge la necesidad de predecir el comportamiento mecánico de materiales poliméricos. Este comportamiento mecánico varía en función del proceso de fabricación con el que se obtienen los componentes finales. En este estudio, se investiga el caso del polímero biodegradable PoliÁcido Láctico (PLA) y la influencia del proceso de fabricación en el comportamiento mecánico. En concreto, se caracteriza mecánicamente el material utilizando ensayos de tracción y compresión uniáxial de probetas obtenidas mediante moldeo por compresión y fabricación aditiva por Modelado con Filamento Fundido (FDM). Se evalúa la ecuación de flujo de tipo Eyring para describir el comportamiento viscoelástico de la tensión de fluencia. Dicho modelo es conocido por ser capaz de describir de forma precisa la cinética de fluencia de materiales poliméricos (que resultará en el fallo del componente), teniendo en cuenta uno o varios procesos moleculares de deformación. Esta investigación demuestra que el proceso de fabricación tiene una influencia destacable en el comportamiento mecánico de PLA y que se obtiene buena correlación entre los resultados experimentales y el modelo de flujo de tipo Eyring.

• English

  In response to the need to ensure some minimum design requirements in demanding industries such as the medical, automotive or aeronautical industrial sectors, there is a need to predict the mechanical behavior of polymeric materials. This mechanical behavior varies depending on the manufacturing process with which the final components are obtained. In this study, the case of the biodegradable polymer PolyLactic Acid (PLA) and the influence of the manufacturing process on its mechanical behavior are investigated. In particular, the material is mechanically characterized by uniaxial tensile and compression tests of test samples obtained by compression molding and additive manufacturing using the Filament Deposition Modeling technique (FDM). The Eyring – type flow equation is evaluated to describe the visco – elastic behavior of the yield stress. This model is known for being able to accurately describe the yield kinetics of polymeric materials (which will lead to component failure), taking into account one or more molecular deformation processes. This research demostrates the significant influence of the manufacturing process on the mechanical behavior of PLA. It furthermore shows a good correlation between experimental results and the Eyring – type flow model.