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Materiales compuestos de matriz polimérica micro y nano estructurados para impresión 3D:
morfología y propiedades mecánicas
D.I. Adrián Mariano Oviedo Laboratorio de Nanofabricación (Nanofab)
Fundación Argentina de Nanotecnología (FAN)
Fundación Argentina de Nanotecnología
“Nanomateriales e impresión 3D”
27 de septiembre de 2017
1
Introducción
2
1-Procesamiento de polímeros
2-Construcción de filamentos para impresión 3D
3-Impresión mediante modelado por deposición fundida (MDF 3D)
4-Caracterización de piezas y materiales: morfología y propiedades mecánicas
Dispersora Sonicador de punta Molino Criogénico
Microscopio Cabina de guantes
Estufa de vacío
Matriz polimérica
Procesamiento de polímeros : equipos utilizados
3
Fabricación de filamentos : sistema de extrusión
.Enrollador .Tiro .Batea de enfriamiento
.Extrusora .Bomba de infusión
.Refrigeración
.Vacío
Construcción del filamento Ingreso del material
4
Filamento Alimentación del filamento
Modelado por deposición fundida (MDF 3D)
Cabezal/temperatura
Se aplica una fuerza de empuje al filamento para alimentar el cabezal
El filamento pasa por una boquilla
El material extrudido se deposita en capas
La base y cabezal son partes móviles de la impresora
5
Almohadilla anti-impacto
Lámpara Modelo para fundición
ABS
Férula Piezas individuales
Objetos impresos mediante MDF 3D
d = 38 cm
ABS
Ventilador
TPU
ABS PLA
6
LAB. DE ELECTRONICA
Colaboraciones con empresas y organismos Colaboraciones con empresas y organismos Impresoras 3D
Masterbatch 7
PLA / Cobre PLA / Fibra de carbono
PLA / Acero
400 µm
PLA / Madera
PLA / Aluminio
Caracterización de filamentos por microscopía óptica Boquilla D = 0,4 mm (aumento 4x)
8
Filamento D = 1,75 mm (aumento 10 x)
PLA / Bronce PLA / Cobre
PLA / Acero
PLA / Aluminio
PLA / Fibra de carbono PLA / Cobre
200 µm
Caracterización de filamentos por microscopía óptica
9
1 mm
500 µm
300 µm
Presencia de filamentos y continuidad del material
Tramado de la impresión y superposición de capas
Presencia de discontinuidades
Caracterización de piezas por microscopía óptica
10
Dr. Ing. Ezequiel Pérez – CONICET- INTI D.I. Adrián Mariano Oviedo – Lab. Nanofab-FAN
Comportamiento mecánico de piezas poliméricas obtenidas por manufactura aditiva
Objetivo: Analizar materiales y piezas obtenidas por impresión 3D.
-Probetas: tracción uniaxial -Probetas: fractura cuasi-estática ASTM: D 638, tipo V ASTM: E 1820
11
Programa CAD Modelo 3D
Programa CAM Slicer - Codigo G
Infill : 90º al 100 % Infill : 45º al 100 %
Probeta Fractura
Probeta Tracción
Perímetros: 1
12
Perímetro: 1
Filamentos de matriz PLA
13
Filamento PLA / Probeta PLA
Comportamiento mecánico de filamentos y piezas poliméricas obtenidas por manufactura aditiva
Dúctil
Mayor ductilidad
Frágil
Menor ductilidad
Re
sist
en
cia
aluminio
ingeniería conductivo
comercial 1
comercial 2
• PLA HQ
Microscopía SEM - rotura por tracción
100 µm
1 mm
PLA PLA RESISTENTE
14
PLA / Aluminio
15
Microscopía SEM - rotura por tracción
PLA / Bronce
Imagen por SEM Imagen por SEM
Imagen óptica
Procesando polímeros
Beatriz Araoz Lab3bio UNSAM
Martín Célico, Jonatan Gordillo Eric Kowcz , Vanesa Freccia E.T. Nº 32 Nayla Lores
INTEMA Matías Torres INTI
Luciana Garzón UNJu
Lucas Guz y Oswaldo Ochoa FCEyN UBA Cecilia Lorenzo y Priscila Reale
INTI Plásticos
Muchas Gracias por la
Atención
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PLA / Acero
100 µm
100 µm
Caracterización de filamentos por microscopía óptica
PLA TPU PLA
Flexible Antimicrobial Termo-color
ABS ABS
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