Desarrollo y análisis de estructuras reticulares por impresión 3D a base de acrilonitrilo butadieno estireno

Abstract

Una estructura se basa en tres puntos principales; estar formada por la unión de elementos, brindar soporte, mostrar poca o ninguna deformación. Bajo esta terminología, las estructuras se han aplicado en diversos campos, todos ellos enfocados a la resistencia del estrés y la absorción de energía; uno de estos modelos son las estructuras de celosía, diseños realizados mediante una arreglo de celdas con diferentes geometrías. Por lo tanto, sigue siendo necesario desarrollar futuros sistemas de refuerzo superiores a trav´es de diseños novedosos e ingeniosos. Este proyecto consistió en emplear la triangulación para modelar y simular diferentes estructuras con celdas reticulares, modificando sus paredes de celda, el modelaje se desarrolló en SOLIDWORKS bajo el criterio de soportar cargas de compresión y mostrar baja deformación; una vez que se obtuvieron los modelos de celda deseados se procedió a imprimir las estructuras utilizando el método de Modelado por Deposición Fundida o FDM por sus siglas en inglés, la impresora 3D que se usó fue una M-200 de la marca Zortrax y se empleó el polímero ABS (acrilonitrilo butadieno estireno) para someterlas a pruebas de compresión en una máquina de pruebas universal. Shimadzu 300-H NKI. Los resultados obtenidos con las pruebas físicas se compararon con las simulaciones, analizando las zonas de mayor esfuerzo, en dichas zonas se llevó una inspección empelando microscopia óptica y de barrido, en busca de las fallas estructurales que se hicieron presentes ya sea por efecto de la carga aplicada o por defecto de manufactura y se realiza una comparación entre los distintos modelos, en busca de obtener la estructura con el mejor desempeño mecánico. Los resultados obtenidos muestran que, al aplicar cargas, el diseño de triángulo curvo presenta un comportamiento mecánico superior, sin embargo, cuando se combinan los modelos rectos y curvos se adquiere una estructura con altas propiedades mecánicas, demostrando una alta absorción de energía.