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Predicción de la Imprimibilidad de Filamentos de Ácido Poli(Láctico) en la Tecnología de Modelado por Deposición Fundida (FDM): Mediciones Reológicas y Evidencia Experimental

Autores: Patti, Antonella; Acierno, Stefano; Cicala, Gianluca; Acierno, Domenico

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Predicción de la Imprimibilidad de Filamentos de Ácido Poli(Láctico) en la Tecnología de Modelado por Deposición Fundida (FDM): Mediciones Reológicas y Evidencia Experimental


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Química

Palabras clave

Correlación potencial
Características reológicas
ácido poli(láctico)
Pruebas reológicas dinámicas
Módulos viscoelásticos
Viscosidad a cero cizallamiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este trabajo, los autores tuvieron como objetivo identificar una posible correlación entre la imprimibilidad y las características reológicas cruciales de los materiales involucrados en la tecnología de modelado por deposición fundida (FDM). En este sentido, se han considerado tres filamentos diferentes a base de ácido poli(láctico) (PLA) (dos disponibles comercialmente (aquí llamados V-PLA y R-PLA) y uno procesado en un extrusor a escala de laboratorio (aquí llamado L-PLA)). Se realizó una prueba reológica dinámica, en términos de barrido de frecuencia a cinco temperaturas diferentes (130, 150, 170, 190 y 210 grados C). Se derivaron propiedades reológicas expresadas en términos de módulos viscoelásticos y curvas de viscosidad compleja frente a la frecuencia, tiempos de relajación característicos, energía de activación (Ea), viscosidad a cero cizallamiento () e índice de adelgazamiento por cizallamiento (n) para cada material. Se encontró un tiempo de relajación característico de alrededor de 0.243 s para V-PLA, un valor similar (0.295 s) se calculó para los filamentos R-PLA, y un valor más bajo de aproximadamente un orden de magnitud se calculó para el filamento L-PLA (~0.0303 s). La energía de activación y el índice de adelgazamiento por cizallamiento resultaron ser muy comparables para todos los filamentos. Por el contrario, V-PLA y R-PLA poseían una viscosidad a cero cizallamiento (~10 Pa*s a 170 grados C) mucho más alta que L-PLA (~10 Pa*s). Todos los filamentos se procesaron en una impresora 3D, atestiguando el efecto de la temperatura de la boquilla (180, 190 y 210 grados C, respectivamente) en el proceso de impresión y los defectos de conformación macroscópica en los objetos impresos. Las consideraciones finales nos permitieron concluir que el tiempo de relajación del polímero, la viscosidad a cero cizallamiento y la viscosidad del fundido (afectada por la temperatura de impresión) eran parámetros críticos que afectaban la calidad de impresión.

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