Tenacidad a la fractura y resistencia residual en materiales obtenidos por impresión 3D

Abstract

La impresión 3D es una técnica de manufactura aditiva (AM) para elaborar una amplia gama de piezas, componentes y estructuras con geometrías complejas a partir de datos de modelos tridimensionales (3D). El proceso consiste en imprimir capas sucesivas de materiales que se forman una encima de la otra. Esta tecnología implica varios métodos, materiales y equipos cuya evolución, en la actualidad, permite la aplicación en diferentes industrias, tales como la aeroespacial, automotriz, biomecánica, y la construcción entre otras. El desarrollo de estas aplicaciones, a medida que surgen nuevos materiales y métodos de impresión 3D, se amplía continuamente, desde la realización de prototipos hasta productos terminados. En consecuencia, la utilización de distintos tipos y combinaciones de materiales para la fabricación con impresión 3D necesita del conocimiento de las propiedades mecánicas, parámetros de mecánica de la fractura y fatiga. El análisis del daño tolerable y de significación de defectos, para asegurar la integridad estructural de los elementos industriales fabricados con impresión 3D, requiere el conocimiento del comportamiento de tenacidad a la fractura y propagación de fisura. En este trabajo se realiza una caracterización de tenacidad a la fractura elastoplástica en térmicos del parámetro de inestabilidad Jc con una resina del tipo acrilonitrilo butadieno de estireno (ABS) resistente a altas temperaturas utilizada en la impresión 3D. Para los ensayos se han elaborado probetas compactas C(T) las cuales han sido realizadas en una impresora 3D de resina con tecnología LCD.