Ingeniería Mecánica
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Ingeniería Mecánica by Subject "3D Printing"
Now showing 1 - 8 of 8
Results Per Page
Sort Options
Item CARACTERIZACION DE UN ADHESIVO EPOXI PARA JUNTAS DE ACERO Y MATERIALES DE IMPRESIÓN 3D(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-17) Cortés Blanco Sebastian Orlando; Pinto Hernandez William; Gonzalez Estrada Octavio Andres; Pertuz Comas Alberto DavidEn el desarrollo de este proyecto se buscó caracterizar las propiedades mecánicas del adhesivo Loctite Epoxi Bonder a base de bisfenol-A para unir sustratos de Acero 1045, con materiales de impresión 3D de ABS y PLA, hechos por fabricación aditiva utilizando el método Modelamiento por deposición fundida (FDM). Las juntas de PLA/Acero y ABS/Acero fueron sometidas a esfuerzos normales de tensión con el motivo de estimar los parámetros del modelo de Raous, el cual describe el problema físico del comportamiento mecánico del contacto de la adhesión utilizando una variable de daño. Por medio del ensayo mecánico se obtuvieron los datos experimentales, y junto al tratamiento computacional se resolvió el problema inverso utilizando los conceptos del método de mínimos cuadrados y el área bajo la curva de fuerza vs desplazamiento para estimar los parámetros del modelo . Rigidez (Cn), Energía de decohesión (w) y (b) una variable relacionada con la viscosidad Los resultados experimentales permitieron resolver el problema inverso para los dos tipos de juntas estudiadas. Evidenciando una baja viscosidad con el adhesivo utilizado, ocasionando que el modelo de Raous no se adecuara en su totalidad, por tanto, el valor de la variable relacionada con la viscosidad se asumió constante. También se evidencio que las moléculas del adhesivo se adhirieron mejor al PLA soportando tres veces más la fuerza aplicada que el ABS. Además, en el modelo calibrado se corroboro que la fuerza rn es directamente proporcional al coeficiente de rigidez Cn, y el desplazamiento un es directamente proporcional a la energía de deformación w como se esperaba a partir del estudio previo de las variables del modelo de Raous.Item Caracterización y predicción de las propiedades a tensión de componentes impresos en 3d con refuerzo de fibras(Universidad Industrial de Santander, 2017) Beltran Guarin, Sergio; González Estrada, Octavio Andrés; Pertuz Comas, Alberto DavidLa impresión tridimensional (3D) es un proceso de manufactura usado para producir elementos sólidos, modelados en CAD, mediante la adición de material. Debido a las bajas propiedades mecánicas que caracterizan a los materiales termoplásticos, esta tecnología estaba dedicada principalmente a la manufactura de prototipos. Sin embargo, actualmente es posible fabricar componentes funcionales mediante el refuerzo con fibras continuas de vidrio, Kevlar® y carbono utilizando un proceso denominado Fused Deposition Modeling (FDM). El objetivo de este trabajo es caracterizar las propiedades elásticas tanto de las probetas hechas en solo plástico, como de las que están reforzadas con fibra, y predecir las propiedades elásticas usando el método analítico de la rigidez volumétrica promedio. Las probetas caracterizadas en este estudio fueron producidas variando la geometría del patrón de relleno y su densidad, la orientación de la fibra de las capas de refuerzo a 0º, 45º y 90º. Los ensayos de tracción se realizaron siguiendo la norma ASTM D638. El modelo de predicción presentado permitirá estimar las propiedades mecánicas de las piezas impresas en 3D, y así establecer si pueden ser utilizadas como componentes funcionales de acuerdo las propiedades mecánicas requeridas. En los resultados el patrón de relleno triangular presenta la rigidez más alta, el módulo de elasticidad de las probetas con capas isótropas de fibra de vidrio aumenta un 85, 56 y 30% para las direcciones de 0, 45 y 90°, respectivamente. 1Item Diseño de un metamaterial para disipación de vibraciones con análisis de la propiedad de transmisibilidad(Universidad Industrial de Santander, 2021) Olarte Rivero, Juan Nicolas; Pérez Monsalve, Lineth Johanna; Sánchez Acevedo, Heller GuillermoLos metamateriales son materiales diseñados para obtener propiedades que no se encuentran en la naturaleza, a partir de cambios en su estructura a nivel microscópico o macroscópico. El desarrollo de estos materiales se ha incrementado en la última década debido a la aparición de nuevos métodos de fabricación como la manufactura aditiva, y al potencial que presentan estas estructuras para solucionar problemas en diversos campos de la ingeniería. Sin embargo, la investigación sobre el diseño de metamateriales para su uso como aislantes vibratorios se encuentra en sus primeras etapas y los estudios son relativamente escasos. Por lo tanto, es pertinente evaluar su eficiencia con el objetivo de aumentar el conocimiento en dicha área. En la presente investigación se describe el proceso de diseño de un metamaterial para aislamiento de vibraciones. Se inicia con la recopilación de información y el planteamiento de alternativas para las estructuras del material. Posteriormente, se realiza un análisis estático usando el método de elementos finitos, para determinar las deformaciones y la resistencia de las estructuras. Una vez seleccionada la estructura que mejor se comporta bajo las cargas, se procede a diseñar los elementos para disipar las energías de vibración, simular y verificar el comportamiento del diseño bajo cargas dinámicas. El diseño final consiste en una curva armónica con soportes verticales fabricados en TPU y con resonadores como elementos disipativos. La transmisibilidad mínima de la estructura es de 35,2%Item Diseño de una maquina recicladora de plástico pet domestica para su uso en impresión 3d(Universidad Industrial de Santander, 2021) Galvis Aparicio, Manuel Fernando; Meza Espinosa, Aaron de Jesus; Diaz Guerrero, Pedro JoseEl continuo crecimiento de la industria del plástico acarrea la responsabilidad de disponer de los residuos generados, los consumibles de un solo uso representan una parte importante en el problema de la contaminación. Los países a nivel mundial, acompañados de ONGs ambientales, han implementado políticas ambientales y campañas de recolección en sus territorios. Para los hogares, principal foco de producción de residuos, se realizó el diseño de una maquina recicladora que busca darles un nuevo destino a los residuos plásticos, centrándose en el PET, como hilo de impresión 3D por el método de deposición de filamento fundido. Utilizando relaciones matemáticas, se llevó a cabo el diseño de una extrusora monohusillo de tamaño reducido, que se puede colocar sobre una mesa sencilla, con independencia de funcionamiento de una hora, que desarrolla un perfil de calentamiento plano y cuenta con un sistema de jalado y bobinado de hilo con un diámetro de 1,75 mm, extensamente utilizado en impresión 3D. Mediante un modelo matemático del proceso de fundición que ocurre dentro de la extrusora, se confirmó teóricamente que la geometría del husillo, la temperatura de calentamiento y velocidad del proceso son óptimas para su funcionamiento y producción. La clasificación del PET como termoplástico sugiere la idea del reformado para su reciclaje, pero el proceso de calentamiento repetido afecta la composición y ordenamiento químico del polímero, estudios científicos compararon las propiedades del material virgen y el reutilizado encontrando que existe un cambio perceptible pero que no afecta mayormente al material. Pese al desarrollo matemático utilizado en el diseño y modelado, en la aproximación y descripción que da la teoría a un suceso real siempre se dejan ir variables para así poder aproximarse a la soluciónItem Diseño y construccion de un prototipo funcional de una protesis transradial de bajo costo para una extremidad delantera de un perro mediano en la ciudad de bucaramanga(Universidad Industrial de Santander, 2019) Castellanos Peña, Mayra Alejandra; Beltran Serrano, Jose Gabriel; Villegas Bermúdez, Diego Fernando; Toledo Caceres, Edgar HernandoEste Proyecto de Grado tiene como propósito el diseño de un prototipo funcional para perros capaz de reemplazar una extremidad delantera o anterior. Uno de los objetivos buscados fue diseñar un prototipo que permita reemplazar la función de la extremidad optimizando la relación costo-beneficio, esto se logró mediante el diseño de piezas simples que pueden cumplir perfectamente la función requerida; también mediante el uso de procesos de manufactura como lo es la impresión 3D para polímeros. Para garantizar el funcionamiento del prototipo, se realizó el diseño de la pieza crítica mediante diversos estudios como lo son análisis de resistencia de materiales bajo carga estática y análisis de fatiga bajo carga dinámica de compresión repetitiva, lo que ayudó a la correcta selección del material y de su respectivo proceso de fabricación. Tras la construcción de cada prototipo se realizaron pruebas prácticas con el paciente para verificar un correcto funcionamiento, posibles aspectos a mejorar y tener una selección mucho más certera y con mejores bases ingenieriles. Al finalizar todas las pruebas se realizó un análisis de costos, el cual encontró que el prototipo tiene un precio mucho más bajo que las que se encuentran en el mercado, totalmente funcional y que aún está abierto a mejoras.Item Diseño y construcción de una impresora 3d de bajo costo para uso académico(Universidad Industrial de Santander, 2019) Osorio Restrepo, Johan Andres; Mejia Bermudez, Yurgen Alberto; Jaimes Rolón, Ricardo AlfonsoLa posibilidad de imprimir objetos sólidos tridimensionales es algo largamente esperado no sólo por aquellos poco diestros para el uso del cincel y el martillo, sino que es una tecnología buscada durante años por diversos fabricantes e investigadores que intentaban implementar un método que permita la construcción de los más variados objetos como implantes médicos, piezas de arquitectura y demás elementos en forma sencilla y barata y más cuando se busca que la academia este unida con ligada este tipo de tecnologías como una gran herramienta de uso para los estudiantes en el área del diseño y de la ciencia de los materiales . La impresión 3D es una tecnología que pasó de ser algo futurista a una realidad en el país, permite crear prácticamente cualquier objeto con resinas, plásticos y metal. Esta tecnología está cada vez más arraigada al área de la industria textil, manufacturera y medicina teniendo resultados muy notorios En este Trabajo de Grado se diseñó y construyó una impresora 3D de bajo costo con el fin de utilizarla en los proyectos de Diseño de los estudiantes de Ingeniería Mecánica y que muchos estudiantes puedan reproducir de manera fácil y accesible este modelo de impresora 3d sin tener que recurrir a lugares de prototipado rápido costosos o incluso hacer la adquisición de una costosa maquina como esta .Item Estudio de propiedades mecánicas a compresión en materiales compuestos de matriz rígida reforzada(Universidad Industrial de Santander, 2018) Arguello Bastos, Juan David; Ruiz Florian, Cristian Alejandro; Pertuz Comas, Alberto David; González Estrada, Octavio AndrésEn este proyecto se estudiaron las propiedades mecánicas a compresión en materiales compuestos de matriz rígida reforzada, utilizando formas de tejido orientadas en los tres ejes coordenados y tres materiales de refuerzo (Fibra de Vidrio, fibra de Carbono y Kevlar), donde para la fabricación de los diferentes compuestos, se empleó la impresora 3D Markforged Mark Two, la cual permitió generar los especímenes que cumplían con los estándares de la norma ASTM D3410. Las pruebas se realizaron en una máquina para ensayos universal MTS Bionix, con una velocidad de 1.5 mm/min y bajo condiciones de ambiente normales. Se pudo apreciar que el carbono fue quien presentó mejores propiedades mecánicas, y además se evidencia que el módulo de elasticidad está ligado al ángulo de impresión de las probetas, mientras que el esfuerzo máximo a compresión se ve influenciado por la cantidad de capas del refuerzo. Así mismo se realizó un análisis de microscopía SEM, donde se identificaron los diferentes tipos de falla producidos bajo estas cargas y se relacionaron con los valores obtenidos experimentalmente. Dados los resultados obtenidos se encontró un material frágil y altamente resistente, cuando se priorizó el Carbono como refuerzo, orientando las capas impresas paralelas al eje de solicitud mecánica y aumentando la cantidad de fibras del material compuesto.Item Planta prototipo para la fabricación de pellets y filamentos de impresión 3D elaborados a partir de botellas pet posconsumo(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-09) Angel Romero, Valentina; Barrios Álvarez, Carlos José; Parada Martinez, Brayan Yesid; Quintero Peláez, Hector Hernando; Sánchez Acevedo, Heller Guillermo; Díaz Ramírez, Germán Adolfo; Pertuz Comas, Alberto David; Martinez, Manuel de JesúsLa planta prototipo para la fabricación de pellets y filamentos de impresión 3D elaborados a partir de botellas PET posconsumo es un proyecto de grado para optar por el título de Ingeniero Mecánico en la Universidad Industrial de Santander. Se encuentra en la modalidad de trabajo de investigación en el área de Diseño. El proyecto es un aporte desde la ingeniería mecánica al reciclaje y el aprovechamiento de residuos plásticos de tipo PET, por medio de la implementación de una máquina a escala de laboratorio que permita, desde el aula universitaria, investigar y profundizar en los conocimientos de la transformación de plástico y su reutilización. Para tal fin, aplicando las estrategias de la gestión de proyecto, se indaga, evalúa e interviene la planta PET del Laboratorio de Mantenimiento de la escuela de Ingeniería Mecánica. Además, que, se realiza una implementación de la línea de peletizado y se propone un nuevo diseño que cumple con las recomendaciones de la teoría y la industria.