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Mejorando la Homogeneidad de la Distribución de Materiales Cementosos Impresos en 3D para Trayectorias de Herramientas Radiales

Autores: Li, Mingyang; Liu, Zhixin; Ho, Jin Yao; Wong, Teck Neng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Mejorando la Homogeneidad de la Distribución de Materiales Cementosos Impresos en 3D para Trayectorias de Herramientas Radiales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Materiales cementosos
Fabricación aditiva basada en extrusión
Distribución de materiales
Parámetros de impresión
Nuevas geometrías de boquillas
Distribución homogénea de la masa

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El método de impresión de materiales cementosos en 3D es una estrategia de fabricación aditiva basada en la extrusión en la que los materiales cementosos se extruyen a través de un sistema de boquillas dinámicas para formar filamentos. A pesar de su capacidad para fabricar estructuras con alta complejidad y eficiencia, a menudo se encuentra una distribución desigual del material durante el proceso de extrusión y deposición cuando se introduce una trayectoria de herramienta radial. Esto limita la libertad de diseño y los parámetros de impresión que se pueden utilizar durante la impresión con trayectoria de herramienta radial. Aquí, informamos sobre una estrategia sencilla para superar los desafíos existentes de la no homogeneidad del material cementoso mediante el desarrollo racional de nuevas geometrías de boquillas que compensan pasivamente la tasa de deposición diferencial que se encuentra en las boquillas rectangulares convencionales. Utilizando un estudio numérico de dos fases, mostramos que nuestra estrategia tiene el potencial de lograr una distribución de masa homogénea incluso cuando la velocidad de desplazamiento de la boquilla es desfavorablemente alta, mientras que el filamento de una boquilla rectangular sigue siendo altamente no homogéneo. La desigualdad en la distribución del material se puede reducir de 1.35 a 1.23 y a 0.98 después de adoptar boquillas trapezoidales y gaussianas, lo que indica mejoras del 34.3% y 94.2%, respectivamente. Este trabajo no solo describe la metodología para mejorar la calidad de las características en esquina/curvas en 3DCMP, sino que también introduce una nueva estrategia que se puede adoptar para otras técnicas de fabricación basadas en la extrusión con alta inercia del material.

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