Caracterización y predicción de las propiedades a tensión de componentes impresos en 3d con refuerzo de fibras

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dc.contributor.advisorGonzález Estrada, Octavio Andrés
dc.contributor.advisorPertuz Comas, Alberto David
dc.contributor.authorBeltran Guarin, Sergio
dc.date.accessioned2024-03-03T23:14:01Z
dc.date.available2017
dc.date.available2024-03-03T23:14:01Z
dc.date.created2017
dc.date.issued2017
dc.description.abstractLa 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. 1
dc.description.abstractenglishThree-dimensional (3D) printing is a manufacturing process used to produce solid elements, modeled in CAD, by adding material. Due to the low mechanical properties that characterize thermoplastic materials, this technology was mainly focus to manufacture prototypes. However, nowadays it is possible to manufacture functional components by reinforcing with continuous glass, Kevlar® and carbon fibers using a process called Fused Deposition Modeling (FDM). The aim of this work is to characterize the elastic properties of both plastic and fiber reinforced specimens and to predict elastic properties using the Average Stiffness Analytical Method. The specimens characterized in this study were produced by varying the geometry of the fill pattern and its density, the orientation of the fiber in the reinforced layers at 0°, 45° and 90°. Tensile tests were performed according to ASTM D638. The prediction model presented allows estimating the mechanical properties of the 3D printed parts and, thus, to establish if they can be used as functional components according to the mechanical properties required. In the results the triangular filler pattern shows the highest stiffness, the modulus of elasticity of the glass fiber isotropic layers increases by 85, 56 and 30% for the 0, 45 and 90 ° directions, respectively. 3
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Mecánico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/35718
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Mecánica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Mecánica
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectImpresión 3D
dc.subjectPropiedades Elásticas
dc.subjectImpresión 3D Con Refuerzo De Fibra
dc.subjectPropiedades Mecánicas
dc.subjectNorma Astm D638.
dc.subject.keyword3D Printing
dc.subject.keywordElastic Properties
dc.subject.keywordFiber Reinforced 3D Printing
dc.subject.keywordMechanical Properties
dc.subject.keywordStandard Astm D638.
dc.titleCaracterización y predicción de las propiedades a tensión de componentes impresos en 3d con refuerzo de fibras
dc.title.englishEvaluation and prediction of the tensile properties of fiber-reinforced 3d printing elements.3
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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