Influencia de la densidad y de los parámetros de relleno en las propiedades mecánicas compresivas de probetas fabricadas en manufactura aditiva de PLA

• Serrano-Cinchilla , Luis ^[1] ; Bustamante-Góez , Liliana ; Villarraga-Ossa , Junes Abdul ^[1]
  1. [1] Universidad de Antioquia

     Universidad de Antioquia

     Colombia

     
• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 21, Nº. 2, 2022 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 107-114
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Influence of the infill density and infill patterns on the compressive mechanical properties of 3D printed PLA specimens
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• Resumen
  • español

    La impresión por hilo fundido (FDM, por sus siglas en inglés) tiene una gran cantidad de parámetros que influyen directamente sobre la calidad y las propiedades mecánicas de la pieza final. Actualmente, la manufactura aditiva por FDM ha presentado un gran auge para desarrollos de prótesis por su bajo costo respecto a otros procesos de manufactura; además, esta tecnología es de gran interés para el área de la medicina, dada su capacidad de crear soluciones personalizadas para cada paciente, debido a la variedad de materiales que se pueden emplear, ya que hay una amplia oferta de empresas que fabrican y suministran impresoras y materiales para la impresión. En este trabajo se investigó la influencia de la densidad y de la geometría de los patrones de relleno sobre el esfuerzo máximo, el esfuerzo de fluencia y el módulo de elasticidad a la compresión, en probetas de PLA elaboradas mediante manufactura aditiva con la técnica modelado por FDM. Se emplearon densidades de 10 %, 25 %, 50 %, 75 % y 100 %, y los parámetros de relleno utilizados fueron trihexagonal, subdivisión cúbica y giroide. Todas las probetas se sometieron a ensayos de compresión para calcular sus propiedades mecánicas, y en términos generales se observó que, al aumentar la densidad de relleno, se presenta un aumento en las propiedades a la compresión del material, y la geometría del patrón de relleno puede alterar estas propiedades.

  • English

    Fused deposition modeling (FDM) has a large number of parameters that directly influence the quality and mechanical properties of the final par. Currently, FDM additive manufacturing has shown a rise for prosthesis developments due to its low cost for their development with respect to other manufacturing processes. Additionally, this technology presents great interest to the area of medicine due to its ability to create customized solutions for each patient, the variety of materials that can be used, and the wide range of manufacturing and supply printers brands and materials for printing. This work investigated the influence of infill density and infill patterns on the compression values for maximum stress, yield stress and elastic modulus, in PLA specimens made by additive manufacturing by FDM technique. Densities of 10%, 25%, 50%, 75% and 100% and infill parameters Trihexagonal, Cubic Subdivision and Gyroid were used. All specimens were subjected to compression tests to calculate their mechanical properties and in general terms it was observed that increasing the infill density presents an increase in the compression properties of the material and that the geometry of the filling pattern can alter these properties.