Monitoreo del proceso y propiedades mecánicas de andamios porosos durante la impresión 3D por DLM

Abstract

Los procesos de fabricación basados en manufactura aditiva es una tecnología en crecimiento para la investigación en áreas de gran interés como la medicina y la industria. Los procesos de fabricación mediante manufactura aditiva fabrican partes capa por capa directamente a partir de un modelo computacional 3D que puede ser de alto valor, complejo y personalizado. El proceso de manufactura aditiva conocido como Manufactura Digital con Luz (DLM, por sus siglas en inglés) emplea luz UV-A para solidificar capas de resina fotocurable dando lugar a complejos modelos (sólidos o porosos) que son empleados principalmente en aplicaciones de alto desempeño. Uno de los mayores inconvenientes en este proceso es la fuerza de separación que se produce debido a la adhesión y el efecto de vacío al solidificarse cada capa de impresión. Esta fuerza de separación produce que la pieza se deforme o se rompa durante el proceso de fabricación. Este problema se vuelve más crítico cuando se trata de la fabricación de piezas porosas, las cuales son muy empleadas en aplicaciones biomédicas como la ingeniería de tejidos ósea. Para monitorear el proceso durante la fabricación de piezas porosas por DLM se midió la fuerza de separación in-situ, junto a un estudio de la máquina y la selección de resina fotocurable, además se hizo pruebas de velocidades de elevación versus tiempos de curado obteniendo que, a mayor tiempo de exposición, mayor es la fuerza de separación. La velocidad óptima encontrada para la impresión de piezas porosas fue de 50 [µm/s] con un tiempo de exposición a radiación UV-A de 25[s], produciendo una fuerza máxima de 4 [N].