En el área de la medicina moderna, la manufactura aditiva es uno de los procesos de fabricación más empleados debido a la versatilidad que brindan para adaptar componentes médicos a la necesidad de cada paciente, así como el uso de diversos materiales. Sin embargo, la información referente al comportamiento mecánico de estos componentes frente a la aplicación de cargas en distintas direcciones no es suficiente para su uso efectivo en algunas aplicaciones de esta área, debido a que presentan un comportamiento anisotrópico y en consecuencia existen direcciones críticas donde la pieza fabricada podría fallar; como es el caso del diseño y la fabricación de prótesis. De esta forma, este trabajo permitirá cumplir con los objetivos del proyecto: “Optimización del uso de polímeros sintéticos en procesos de manufactura aditiva mediante modelos de simulación computacional y técnicas de caracterización de materiales. Caso de estudio: aplicaciones médicas prótesis de mano”.
El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar, mediante ensayos de tracción, el
comportamiento anisotrópico de especímenes fabricados mediante manufactura aditiva, a partir de filamentos de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS), poliamida 6 (PA6) y estos mismos reforzados con fibras de carbono (CF): ABS/CF y PA/CF.
Para ello, se realizaron ensayos de tracción y análisis termogravimétrico a los materiales
iniciales para la fabricación (filamentos) y se seleccionaron los parámetros óptimos de
impresión para los 4 materiales obtenidos en una investigación anterior: velocidad de
deposición, temperatura de impresión, altura de capa y patrón de impresión. Posteriormente, se definieron las 6 orientaciones de impresión que permitirán obtener las 9 constantes elásticas que rigen el comportamiento anisotrópico de los especímenes. Por último, se fabricaron probetas de los 4 materiales en las distintas orientaciones definidas y se procedió a realizar los ensayos de tracción correspondientes a cada espécimen fabricado.
Como resultado del trabajo, se concluyó que la adición de fibras de carbono en la matriz
polimérica incrementa el valor del módulo elástico en las direcciones donde la carga y la
orientación de impresión son paralelas. Sin embargo, en direcciones donde la carga es
perpendicular a orientación de impresión, el módulo disminuye. Además, la adición de estas
fibras presentó un mayor incremento del módulo para la PA (3.9 veces) a comparación del
ABS (1.5 veces).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:20.500.12404/26207 |
| Date | 01 January 2024 |
| Creators | Ramirez Mestanza, Dante Aaron |
| Contributors | Acosta Sullcahuaman, Julio Arnaldo |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú, PE |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis |
| Format | application/pdf, application/pdf |
| Rights | Atribución-CompartirIgual 2.5 Perú, info:eu-repo/semantics/openAccess, https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/pe/ |
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