Resumen de Efecto en las propiedades mecánicas del tamaño de impresión de estructuras tipo lattice de PA-12 fabricada mediante SLS

Rubén Rodríguez Aparicio, Jesús Manuel Alegre Calderón, Wilco M. H. Verbeeten, Míriam Lorenzo Bañuelos, Isidoro Iván Cuesta Segura

• español

  La optimización topológica para la reducción de peso en piezas realizadas mediante fabricación aditiva se consigue mediante la creación de estructuras reticulares tipo lattice, generadas típicamente con pilares de pequeña sección. En el presente trabajo se presenta una metodología para la determinación de las propiedades mecánicas del material impreso PA-12 mediante la técnica de Sinterizado Selectivo por Laser (SLS) para diferentes secciones circulares de reducido tamaño. Se estudia el efecto de los defectos de fabricación en las propiedades macroscópicas y se analizan los mecanismos que determinan dichas propiedades en el material impreso. Se propone una metodología para la determinación de estas propiedades que incluye la corrección sucesiva de los diámetros nominales impresos en base a dos aproximaciones, una debida a la piel exterior de material no fundido y otra a los defectos internos de fusión. Una vez determinadas las propiedades del material, en función de la sección de los pilares de la retícula, se ha efectuado la simulación numérica de estructuras tipo lattice y se ha comprobado experimentalmente el grado de ajuste de la metodología propuesta. Dicha validación metodológica permite disponer de un método fiable para la simulación del comportamiento macroscópico de estructuras tipo lattice con tamaños reducidos teniendo en cuenta los defectos intrínsecos generados durante el proceso de impresión.

• English

  Topology optimization method for weight reduction of additive manufacturing parts is commonly achieved throughout the creation of lattice structures, typically generated with beams of small size cross-section. In this paper, a methodology for determining the mechanical properties of small size pillars printed in PA-12 material, using Selective Laser Sintering (SLS) method is presented. The effect of manufacturing defects on these macroscopic properties is studied and the mechanisms that determine these properties in the printed material are analyzed. A methodology for the determination of these properties is proposed, which includes the successive correction of the printed nominal diameters based on two approximations, one due to the outer skin of unmelted material and the other due to internal melting defects. Once the material properties have been determined, depending on the cross-section of the lattice pillars, the numerical simulation of latticetype structures has been carried out and the degree of adjustment of the proposed methodology has been experimentally verified, obtaining good results. This methodological validation provides a reliable method for the simulation of the macroscopic behavior of lattice-type structures with reduced sizes, taking into account the intrinsic defects generated during the printing process.