Experimentation and analysis of contour crafting (CC) process using uncured ceramic materials

Experimentación y análisis del proceso de contour crafting (CC) utilizando materiales cerámicos sin curar

Countour crafting (CC) es una tecnología de fabricación patentada y desarrollada por el Dr. Behrokh Khoshnevis en la University of Southern California, la cual emplea control computarizado para explotar la capacidad superior de modelado de superficie de “fratasar” (troweling) para crear superficies excepcionalmente planas, espontáneas y suaves. Para producir este efecto, el proceso utiliza palustres que funcionan como superficies planares sólidas. Al usar herramientas de trowelling ligeramente distintas que en el tradicional enlucido y esculpido manual, el proceso tiene la cualidad de producir de forma rápida partes con mejores acabados de superficie y permite la creación de diversas formas de superficie.

Este documento presenta los detalles de la construcción y la operación de la máquina de fabricación de CC para partes cerámicas, así como los procedimientos y resultados de investigaciones experimentales. Se estudiaron diversas formas geométricas de materiales cerámicos sin curar cuidadosamente escogidos para validar la factibilidad de CC en el prototipado rápido de partes mecánicas, así como el potencial del proceso en la industria de construcción automatizada. El potencial de CC se manifestó evidente a partir de las prudentes investigaciones y experimentos con diversos materiales y geometrías.

Al usar materiales cerámicos (como arcilla, por ejemplo) como material de fabricación, se condujeron los esfuerzos de experimentación y modelamiento para estudiar los patrones de flujo en las etapas de extrusión y deposición del proceso CC. Al emplear las simulaciones FEA, se lograron ciertos entendimientos básicos del efecto de la geometría del orificio de extrusión sobre el desempeño de CC; se descubrió que el orificio en forma cuadrada era el más adecuado, tanto por transmitir excelentemente la fusión entre capas como por crear el perfil de superficie externa deseado. Las observaciones experimentales apoyan estos resultados.