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
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
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.
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.