Análisis y desarrollo de una metodología de optimización de parámetros sobre propiedades mecánicas en impresión 3D mediante tecnologías Fused Deposition Modeling y Digital Light Processing

Abstract

Este trabajo se desarrolló con la finalidad de analizar la influencia de los parámetros de impresión 3D en las propiedades mecánicas de probetas impresas mediante tecnologías Fused Deposition Modeling (FDM) y Digital Light Printing (DLP). Los materiales que se utilizaron fueron Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) y Ácido Poliláctico (PLA) para la tecnología FDM, y resina para la tecnología DLP. Las probetas se diseñaron a partir de los lineamientos correspondientes a las normas ASTM D638 – 03 y ASTM D790 – 03. Se consideraron los factores: alto de primera capa, alto de capa, número de perímetros, densidad de relleno y patrón de relleno, para FDM, mientras que para DLP fueron: tiempo de curado y tiempo de post curado. Una vez establecidos los factores para cada tecnología se estableció el número de probetas de muestra mediante un arreglo ortogonal Taguchi L27(3)5 para FDM y L9(3)2 para DLP. Para el análisis de optimización con los resultados de los ensayos, tanto en flexión como en dureza, se utilizaron las metodologías de Taguchi y superficie de respuesta, en donde se observó las interacciones entre los factores, los factores más significativos, gráficas de superficies, gráfica de contornos, predicción de optimización y finalmente el ajuste de cada modelo con los datos obtenidos. Además, se diseñó y construyó una cámara de curado para comprobar un incremento en las propiedades mecánicas de las probetas de resina. Las probetas optimizadas se imprimieron y se les sometió a los ensayos de flexión, dureza y tracción y se compararon con las mejores configuraciones de cada arreglo en los experimentos, obteniendo los valores porcentuales de mejora en cada caso.