Optimización de parámetros de impresión 3d en FMD usando materiales ASA y ABS para componentes automotrices, a través de pruebas de impacto aplicando la norma ISO 179-1

Abstract

La manufactura aditiva (AM) surge hace más de 40 años con el fin de facilitar la creación de gematrías complejas y realizar variaciones sobre la misma, de tal manera que no se recurra a sobre costos por correcciones en herramentales o moldes. Actualmente dicha tecnología ha evolucionado a tal punto que se puede utilizar en entornos industriales donde con ocasión al desarrollo investigativo y académico se ha logrado la fabricación de materiales como metales, polímeros, cerámicos, compuestos y/o reforzados. Teniendo en cuenta que la industria automotriz se encuentra en constante crecimiento buscando siempre estar a la vanguardia mediante nuevas innovaciones, es imperativo analizar y proponer nuevas alternativas para la fabricación de los elementos de los automóviles, y específicamente de los polímeros con el objetivo de reducir tiempos y costos de producción. En este punto, es donde la Manufactura Aditiva se presenta como un candidato viable, representada por el proceso FDM el cual se basa en la extrusión de polímeros termoplásticos para la creación de piezas. Se realiza este estudio de investigación para encontrar parámetros óptimos que permitan garantizar que las piezas impresas tengan los mejores comportamientos en la resistencia al impacto, y que, al mismo tiempo se impriman en el menor tiempo posible y presenten la mayor exactitud dimensional, se utilizaron los materiales termoplásticos acrilonitrilo-butadienoestireno “ABS” y acrilonitrilo-acrilato-estireno “ASA”, también se emplea un arreglo ortogonal de Taguchi L27 como el diseño de experimentos con los siete parámetros seleccionados (espesor de capa, patrón de llenado, densidad de llenado, ángulo de llenado, orientación, posición y plano de impresión), estos se modifican en el programa “slicer” GrabCAD Print el cual se utilizó para fabricación de las probetas en la impresora Stratasys F270. Además, se implementó un análisis de relación gris con dos variaciones y mediante un análisis de varianza se evaluó en conjunto las respuestas medidas y así tener un conjunto de parámetros óptimos para cada material, encontrando que tanto el ABS como el ASA obtienen respuestas similares en cuanto al tiempo de impresión, la exactitud dimensional y el desempeño mecánico (resistencia al impacto).