Caracterización mecánica, microestructural, y corrosiva de piezas y probetas desagregadas y sinterizadas a base de filamentos poliméricos con alta carga metálica de acero 316L

Abstract

El presente trabajo se enfocó en la caracterización dimensional, mecánica, microestructural y corrosiva de piezas y probetas desagregadas y sinterizadas a base de filamentos poliméricos con alta carga metálica de acero 316L Ultrafuse y Virtual Foundry. Previamente se determinó cualitativamente la calidad superficial y facilidad de desprendimiento de balsa en función de los parámetros de altura de capa y ancho de extrusión, donde la mejor fue la combinación 0,2 mm altura de capa y 0,4 mm ancho de extrusión que además presentó facilidad de desprendimiento de balsa. Como parte de la caracterización dimensional se estudió probetas en verde y sinterizadas, las probetas para el filamento Ultrafuse presentaron cambios dimensionales diferentes a los que indica el fabricante habiéndose encontrado un promedio global de 13% y para el filamento Virtual Foundry el valor coincide con el 10% establecido por el fabricante. La caracterización mecánica se ejecutó mediante el ensayo de tracción de la norma ASTM D638, de piezas en verde y sinterizadas, donde las probetas sinterizadas muestran valores muy bajas en relación a las indicadas por el fabricante y a las del material laminado 316L, obteniendo una resistencia en el rango de 28,21 MPa a 142,77 MPa, con fractura frágil. Para la resistencia se midió la macrodureza y microdureza de las piezas sinterizadas, los resultados indican que esta crece con el grado de compactación y densidad de las muestras. Las zanjas y bordes oscuros que rodean a los granos de las muestras sinterizadas de acero inoxidable, aparecieron una vez que se aplicó la prueba corrosiva según el estándar ASTM A262 que revela cierta susceptibilidad, diferente a la presentación de lámina. Adicionalmente las ampollas encontradas en las piezas sinterizadas indican que se debe mejorar los ciclos de temperatura. En suma, existe dificultad para obtener piezas sinterizadas totalmente satisfactorias por varios factores que intervienen de la impresión 3D, desagregado y sinterizado, y sienta las bases para futuros estudios de sinterizado de piezas médicas por impresión 3D con filamentos de alta carga metálica de acero inoxidable 316L.