Investigating the influence of infill percentage on the mechanical properties of fused deposition modelled ABS parts

Investigando la influencia del porcentaje de relleno en las propiedades mecánicas, de elementos impresos con ABS por el método de modelado por deposición fundida

La impresión 3D es un proceso de manufactura que se basa en la fabricación de prototipos, partes y piezas funcionales. Existen diferentes métodos, en los cuales se utilizan distintos materiales en diversos formatos. Uno de los métodos más utilizados es el modelado por deposición fundida (FDM). A pesar de las ventajas que posee con respecto a otros procesos de fabricación, la impresión 3D no está libre de dificultades o problemas. Al momento de configurar una impresión, se deben ingresar parámetros para cada una de las variables presentes en el proceso, como por ejemplo: temperatura, velocidad, porcentaje de relleno, etc. La elección de dichos parámetros muchas veces resulta ser un problema para el operador, y generalmente se realiza en función de su experiencia, sin considerar la influencia que estos parámetros tendrán en las propiedades mecánicas del elemento terminado. Este trabajo analiza la influencia del porcentaje de relleno en la resistencia mecánica de piezas fabricadas en ABS (Acrilonitrilo Butadieno Estireno). Para ello, se imprimieron probetas para ensayo de tracción y Charpy, variando el porcentaje de relleno, y manteniendo los demás parámetros constantes. Seguido de esto, se ensayaron las probetas para obtener los valores de resistencia a la tracción y resistencia al impacto. Esto se realizó con una impresora Makerbot Replicator 2X. Además, se analizó el tiempo efectivo de impresión para conocer la variabilidad de este parámetro al modificar el porcentaje de relleno.Este estudio permitió determinar la fuerza resistente máxima que se obtuvo con un porcentaje de relleno de 100%, fue de 1438N, con una resistencia de 34,57MPa. La máxima resistencia al impacto se obtuvo también con 100% de relleno fue de 1,55J. En cuanto al tiempo de impresión, los resultados son bastante interesantes, ya que se logró identificar que en el intervalo de 50 a 98% de relleno no es conveniente imprimir, ya que el tiempo de impresión es mayor que con 100%, y la resistencia a la tracción y al impacto son menores, por lo que no se justifica efectuar impresiones en ese rango de porcentaje de relleno.