Influencia del Patron y Densidad de Relleno en el Comportamiento Tribologico en Estructuras de PLA

Abstract

En la última década la fabricación aditiva polimérica se ha extendido rápidamente por su facilidad de procesamiento, bajo costo y desarrolladas ventajas en fabricación de piezas con geometrías complejas. Entre los polímeros más utilizados en fabricación aditiva se encuentra el PLA (ácido poliláctico). En contraparte, este biopolímero posee relativamente débiles propiedades mecánicas y tribológicas. Estas propiedades dependen de la solicitación mecánica, siendo influenciadas por variables de impresión como temperatura, diámetro de filamento, dirección y velocidad de deposición, patrones y densidad de relleno. Las variables de manufactura aditiva involucradas en el uso extendido del PLA motivan a recopilar información básica del comportamiento tribológico. En este trabajo se presenta un breve análisis de los datos recopilados a partir de ensayos realizados en un tribómetro Pin-on-Disk sobre papel abrasivo grit 600. Las muestras fueron construidas con PLA con tres patrones de relleno diferentes (Lineal, Trihexagonal y Triangular) en tres densidades de relleno (100%, 75% y 50%). Los ensayos se realizaron en seco y sin lubricación, a una velocidad de deslizamiento de 0.033 m/s, 40 N y durante 1800 s (60 m). Se realizaron al menos tres ensayos de cada muestra. Todos los ensayos exhibieron comportamientos semejantes en cada grupo, evidenciando un periodo de running-in típico hasta una estabilización del CoF. Las muestras con patrones lineales y trihexagonales mostraron una reducción de este período en un 75% a 80% con el aumento de la densidad de relleno desde 50% a 100%. El menor CoF estable se registró en las muestras trihexagonales con 50% de relleno, mientras que el menor desgaste fue registrado en todos los patrones con la máxima densidad de relleno. A pesar de esto, la combinación más favorable en menor desgaste, bajo CoF y menor running-in corresponde al patrón trihexagonal con densidad del 75%.