Influencia del porcentaje de relleno en la resistencia mecánica en impresión 3D, por medio del método de Modelado por Deposición Fundida (FDM)

Influence of infill parameter on the mechanical resistance in 3D printing, using the Fused Deposition Modeling method

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. Una de las principales problemáticas se presenta al momento de configurar una impresión y tiene relación con la elección de los parámetros de impresión. En ocasiones, la elección se realiza en función de la experiencia de los operadores, pero cuando se requieren propiedades específicas, no se conocen los parámetros a elegir. 

En este trabajo, se analizó la influencia del porcentaje de relleno en la resistencia a la tracción de piezas fabricadas en ABS, con una impresora Makerbot Replicator 2X. Para ello, se imprimieron probetas para ensayos de tracción, variando el porcentaje de relleno, manteniendo los demás parámetros constantes. Luego fueron ensayadas y de esta manera se logró obtener la propiedad mecánica de resistencia a la tracción. Además, se analizó el tiempo efectivo de impresión, logrando establecer un rango recomendado de impresión en función de este parámetro combinado con la resistencia a la tracción. La máxima resistencia a la tracción promedio, se obtuvo con un porcentaje de relleno de 100% y fue de 34,57 [MPa].

INTRODUCCIÓN

La impresión 3D es un método de fabricación utilizado por diseñadores, científicos, ingenieros, estudiantes, etcétera. Debido a las grandes ventajas que posee con respecto a otras técnicas de manufactura, en la actualidad se utiliza en todas las áreas del conocimiento para el desarrollo de prototipos, partes y piezas. Con el paso de los años, se ha preferido esta técnica de fabricación debido a que se logran obtener piezas terminadas o casi terminadas [1], por lo que se reducen considerablemente los tiempos de fabricación de piezas y/o partes, o simplemente se eliminan los postprocesos que se utilizan para obtener una pieza final. Además de esta cualidad, posee grandes ventajas como la variedad de materiales que se utilizan y la complejidad de las piezas que se pueden fabricar.

A pesar de que la impresión 3D fue descubierta hace poco más de dos décadas, ha sido recientemente cuando ha aumentado de manera exponencial difusión y desarrollo. Esto se debe a los grandes avances que se han observado a nivel de software, hardware y materiales, reduciendo de esta forma los costos de adquisición, que pueden variar desde los USD 700 hasta los USD 10.000.