Optimización de peso y forma de una pieza fabricada mediante modelado por deposición fundida en materiales de filamento ABS, PLA, PETG y NYLON producidos por la empresa BIMEK LTDA
El actual proyecto surge a través del crecimiento en el mercado colombiano de comercialización de filamentos para la impresión en 3D. Hoy en día, en diversos campos industriales como la aviación, la industria automovilística, la construcción, entre otros. Resulta necesario que muchos componentes ten...
- Autores:
-
López Saavedra, Kevin Leonardo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad de Ibagué
- Repositorio:
- Repositorio Universidad de Ibagué
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.unibague.edu.co:20.500.12313/4091
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/20.500.12313/4091
- Palabra clave:
- Pieza polimérica
Impresion 3D - Filamentos
Impresión 3D
Fabricación aditiva
Filamento de impresión 3D
Ingeniería mecánica
Piezas 3D
3D printing
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3D printing filament
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El actual proyecto surge a través del crecimiento en el mercado colombiano de comercialización de filamentos para la impresión en 3D. Hoy en día, en diversos campos industriales como la aviación, la industria automovilística, la construcción, entre otros. Resulta necesario que muchos componentes tengan un menor peso y se asegure siempre la mayor rigidez y resistencia posible, ya que ayuda a disminuir los costos de fabricación sin perder funcionalidad. Gracias a la caracterización de materiales de filamento ABS, PLA, PETG y NYLON, que fabrica la empresa BIMEK LTDA, se podrá modelar en 3D una pieza mecánica aplicando reducción de peso y cambio estructural utilizando el software ANSYS, con el fin de llegar a la redistribución final de masa (buscando la mayor rigidez y resistencia posible). Se obtuvo un modelo 3D de la pieza mecánica con una reducción de masa, tiempo y costos de fabricación significativa. De tal manera que no se alteraron en grandes porcentajes de esfuerzos, la funcionalidad del producto final. El presente trabajo generó grandes aportes a la fabricación de piezas mediante modelado por deposición fundida. |
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Se obtuvo un modelo 3D de la pieza mecánica con una reducción de masa, tiempo y costos de fabricación significativa. De tal manera que no se alteraron en grandes porcentajes de esfuerzos, la funcionalidad del producto final. El presente trabajo generó grandes aportes a la fabricación de piezas mediante modelado por deposición fundida.The current project arises through the growth in the Colombian market of filament transactions for 3D printing. Today, in various industrial fields such as aviation, the automotive industry, construction, among others. Many components need to be lighter in weight and always ensure the highest possible stiffness and strength, as this has manufacturing costs without losing functionality. Thanks to the characterization of ABS, PLA, PETG and NYLON filament materials, manufactured by the company BIMEK LTDA, a mechanical part can be modeled in 3D by applying a weight reduction and structural change using the ANSYS software, in order to reach the final redistribution of mass (looking for the greater rigidity and resistance possible). A 3D model of the mechanical part was obtained with a significant reduction in mass, time and manufacturing costs. In such a way that the functionality of the final product was not altered in large percentages of efforts. The present work generated great contributions to the manufacture of parts through molten deposition modeling.PregradoIngeniero MecánicaResumen. V Objetivos VI GeneralVI Específicos ....VI Contenidos VII Lista de figuras IX Lista de tablas . XI Introducción .1 Capítulo 1 - Marco teórico....2 1.1 Antecedentes . 2 1.2 Caracterización y simulación de optimización de peso y forma de modelos tridimensionales a partir del proceso FFF .... 4 1.3.1 Ácido poliláctico (PLA)6 1.3.2 Acrilonitrilo Butadieno estireno (ABS) ..9 1.3.3 Tereftalato de Polietileno Glicol (PETG) ...10 1.3.4 Nylon.11 1.4 Metodología. 12 Capítulo 2 – Modelos 3D y fabricación de probetas .13 2.1 Procedimiento de trabajo . 13 2.2 Modelos 3D y fabricación de probetas . 13 2.2.1 Probetas de Micro Dureza Vickers .14 2.2.2 Probetas de Compresión.16 2.2.3 Probetas de Tracción .18 2.2.4 Probetas de Flexión....20 Capítulo 3 – Procedimientos de experimentación ....22 3.1 Dureza Vickers.. 22 3.2 Compresión . 25 3.3 Tracción.. 32 3.4 Flexión.... 33 3.5 Simulación estructural de la pieza mecánica en el software ANSYS. 34 3.5.1 Simulación estructural sin optimización de peso y forma...34 3.5.2 Simulación estructural de optimización de peso y forma de la pieza mecánica36 3.6 Defectos de los materiales que fabrica BIMEK LTDA ... 39 3.7 Resultados y análisis .. 40 3.8 Discusión 42 Conclusiones y recomendaciones ... 44 Conclusiones.44 Recomendaciones...44 Referencias bibliográficas.. 45 A. Anexo: Materiales de BIMEK LTDA 50 B. Anexo: Ensayos de dureza Vickers 53 C. Anexo: Ensayos de compresión 59 D. Anexo: Problemas de inconsistencia en los materiales de BIMEK LTDA .... 82 E. Anexo: Proceso de simulación estructural y optimización topológica de una pieza que será fabricada por el proceso FFF.. 84118 páginasapplication/pdfLópez Saavedra, K. L., (2020). Optimización de peso y forma de una pieza fabricada mediante modelado por deposición fundida en materiales de filamento ABS, PLA, PETG y NYLON producidos por la empresa BIMEK LTDA. [Trabajo de grado, Universidad de Ibagué]. https://hdl.handle.net/20.500.12313/4091https://hdl.handle.net/20.500.12313/4091spaUniversidad de IbaguéIngenieríaIbaguéIngeniería MecánicaM. A. Kenny L, Alvarez C. , Rodrigo F. Lagos, “Influencia del porcentaje de relleno en la resistencia mecánica en impresión 3D, por medio del método de Modelado por Deposición Fundida (FDM)”, 2016, [En línea]. 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