Influencia del porcentaje de relleno y temperatura del postratamiento en la resistencia a la tracción de componentes de cobre/PLA elaborados mediante impresión 3D

Dotor Sanabria, María Fernanda

Influencia del porcentaje de relleno y temperatura del postratamiento en la resistencia a la tracción de componentes de cobre/PLA elaborados mediante impresión 3D

dc.contributor.advisor	González Hernández, Andrés Giovanni
dc.contributor.author	Dotor Sanabria, María Fernanda
dc.contributor.evaluator	Córdoba Tuta, Elcy María
dc.contributor.evaluator	Valencia Zapata, Mayra Eliana
dc.date.accessioned	2025-08-19T18:54:05Z
dc.date.available	2025-08-19T18:54:05Z
dc.date.created	2025-08-18
dc.date.embargoEnd	2028-08-14
dc.date.issued	2025-08-18
dc.description.abstract	Esta investigación estudia la influencia del porcentaje de relleno y la temperatura del postratamiento térmico sobre las propiedades mecánicas de componentes de cobre/ácido poliláctico (Cu/PLA) fabricados mediante impresión 3D por modelado por deposición fundida (FDM). Se evaluaron cuatro niveles de relleno (100 %, 75 %, 50 % y 25 %) y cuatro condiciones térmicas (sin tratamiento, 100 °C, 125 °C y 150 °C). Las propiedades mecánicas analizadas fueron la resistencia máxima a la tracción (UTS), el módulo elástico (módulo de Young) y el porcentaje de elongación, obtenidas a partir de los ensayos de tracción conforme a la norma ASTM D638-22. Las muestras fueron caracterizadas mediante ensayos de tracción, microscopía electrónica de barrido (MEB) y difracción de rayos x (DRX). Los resultados revelaron que la resistencia a la tracción disminuyó con el aumento de la temperatura y la reducción del porcentaje de relleno, mientras que el módulo elástico aumentó en la mayoría de los casos, especialmente a 150 °C, indicando una mayor rigidez del material. El porcentaje de elongación disminuyó progresivamente con el tratamiento térmico, reflejando una pérdida de ductilidad. Las micrografías MEB de la superficie no mostraron diferencias morfológicas evidentes entre condiciones térmicas, mientras que las micrografías de la fractura revelaron indicios de fractura dúctil en las muestras sin tratamiento y características asociadas a fractura frágil en las muestras tratadas térmicamente. El análisis DRX evidenció una presencia de cristalinidad del PLA tras el recocido. Se concluye que el tratamiento térmico a 100 °C no disminuye significativamente su resistencia, pero sí favorece la rigidez, mientras que temperaturas cercanas al punto de fusión generan una mayor degradación de la matriz polimérica.
dc.description.abstractenglish	This research investigates the influence of infill percentage and post-heat-treatment temperature on the mechanical properties of copper/polylactic acid (Cu/PLA) components fabricated via fused deposition modeling (FDM) 3D printing. Four infill levels (100%, 75%, 50%, and 25%) and four thermal conditions (no treatment, 100 °C, 125 °C, and 150 °C) were evaluated. The mechanical properties analyzed were ultimate tensile strength (UTS), elastic modulus (Young’s modulus), and elongation at break, obtained from tensile tests conducted according to ASTM D638-22. The samples were characterized through tensile testing, scanning electron microscopy (SEM), and x-ray diffraction (XRD). The results revealed that tensile strength decreased with increasing temperature and decreasing infill percentage, while the elastic modulus increased in most cases, especially at 150 °C, indicating greater material stiffness. Elongation at break progressively decreased with thermal treatment, reflecting a loss of ductility. SEM surface micrographs showed no evident morphological differences between thermal conditions, whereas fracture micrographs revealed signs of ductile fracture in untreated samples and features associated with brittle fracture in thermally treated ones. XRD analysis indicated an increase in PLA crystallinity after annealing. It is concluded that heat treatment at 100 °C does not significantly reduce tensile strength but promotes stiffness, while temperatures near the melting point result in greater degradation of the polymer matrix.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Metalúrgico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.identifier.reponame	Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45915
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Ingeniería Metalúrgica
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Metalúrgica y Ciencia de Materiales
dc.rights	info:eu-repo/semantics/closedAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_16ec
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.subject	Impresión 3D
dc.subject	cobre/PLA
dc.subject	tratamiento térmico
dc.subject	propiedades mecánicas
dc.subject.keyword	3D Printing
dc.subject.keyword	Copper/PLA
dc.subject.keyword	Heat Treatment
dc.subject.keyword	Mechanical Properties
dc.title	Influencia del porcentaje de relleno y temperatura del postratamiento en la resistencia a la tracción de componentes de cobre/PLA elaborados mediante impresión 3D
dc.title.english	Influence of Infill Percentage and Post-Treatment Temperature on the Tensile Strength of Copper/PLA Components Fabricated by 3D Printing
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado