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Desarrollo Sistemático de una Nueva Máquina de Sinterización por Láser con Integración Móvil y Evaluación de Sostenibilidad

Autores: Baranowski, Michael; Scholz, Johannes; Kößler, Florian; Fleischer, Jürgen

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Desarrollo Sistemático de una Nueva Máquina de Sinterización por Láser con Integración Móvil y Evaluación de Sostenibilidad


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Polímero reforzado con fibra de carbono
Fabricación aditiva
Sinterización por láser
Integración de fibra continua
Diseño de productos
Productos ligeros

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La incorporación de piezas de polímero reforzado con fibra de carbono continua (CCFRP) dentro de los procesos de fabricación aditiva representa un avance significativo en la fabricación de piezas ligeras y robustas, especialmente relevante para la industria aeroespacial, la ingeniería y diversos sectores industriales. No obstante, las metodologías de fabricación aditiva actuales para piezas de CCFRP presentan limitaciones notables. Las técnicas que dependen de resina y extrusión implican procedimientos de posprocesamiento extensos y costosos para eliminar estructuras de soporte, lo que restringe la versatilidad del diseño y complica los esfuerzos de producción a pequeña escala. En contraste, la sinterización láser (LS) surge como una vía prometedora para la aplicación industrial. Facilita la fabricación eficiente y rentable de piezas resistentes sin necesidad de estructuras de soporte. Sin embargo, el estado actual de la investigación y las capacidades tecnológicas aún no ha dado lugar a una máquina de LS que integre los beneficios del refuerzo de fibra continua con las ventajas inherentes del proceso de LS. Este documento describe el proceso de desarrollo sistemático según la VDI 2221 de un nuevo tipo de máquina de LS con integración automatizada de fibra continua, manteniendo las ventajas del proceso de LS. También se presenta el prototipo físico resultante de la máquina. Además, este estudio presenta un enfoque para integrar el costo y la huella de carbono del producto en el diseño del producto. Para este propósito, se desarrolló un modelo de estado de la máquina y se analizaron los costos y la huella de carbono del producto de una pieza basándose en el modelo. El potencial prometedor para futuros productos ligeros se demuestra a través de la producción de piezas de CCFRP.

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