Caracterización y fabricación de madera plástica a partir de la mezcla de aserrín de Pigüe con tereftalato de polietileno reciclado
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Date
2024-06
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Abstract
In the field of Materials Engineering, the demand for improving the mechanical
properties of new materials is growing.
Experimental design (DOE) with response surface methodology (MSR) under Box–
Behnken design was used in this experimental work. This approach allows the
manipulation of three input factors with three levels each: extrusion temperature (160,
170 and 180 degrees Celsius), size of Pigüe scrape fibers (No.30, No. 40 and No. 50,
under ASTM E11) and percentage of recycled polyethylene terephthalate (PET 1)
(92, 95 y 98 percent). To investigate the behavior of the results obtained and
identify their optimal performance points. This methodology facilitated the
evaluation of mechanical properties by means of traction tests (ASTM D638-14),
compression tests (ASTM D695-15) and flexion tests (ASTM D790-17), followed
by the compilation and analysis of the data obtained.
Traction, compression and flexion results were tabulated and an analysis was carried
out which cast the following suitable case: a thimble number of 30 (ASTM E11) for
the size of the particles of the shell, with a 98 percent percentage of PET 1 in the
mixture and an extrusion temperature of 160 degrees Celsius. This suitable case
exhibits the following mechanical characteristics: for traction, a strength of 13.97 MPa,
for compression, a resistance of 3.60 MPa and for bending, a maximum effort of 19.84
MPa. Finally, the design regression model MSR reflects a global desirability value of
0.6085.
Keywords: MSR, Box–Behnken, Pigue, PET recycled, D
Description
En el ámbito de Ingeniería de Materiales, la demanda de mejorar las propiedades
mecánicas de nuevos materiales es creciente.
En este trabajo experimental se empleó el diseño de experimentos (DOE) con
metodología de superficie de respuesta (MSR) bajo diseño Box–Behnken. Este
enfoque permite la manipulación de tres factores de entrada con tres niveles cada uno:
temperatura de extrusión (160, 170 y 180 grados centígrados), tamaño de las fibras de
aserrín de Pigüe (No.30, No. 40 y No. 50, bajo la norma ASTM E11) y porcentaje de
tereftalato de polietileno reciclado (PET 1) (92, 95 y 98 por ciento). para investigar el
comportamiento de los resultados obtenidos e identificar sus puntos óptimos de
rendimiento. Esta metodología facilitó la evaluación de las propiedades mecánicas
mediante ensayos de tracción (ASTM D638-14), compresión (ASTM D695-15) y
flexión (ASTM D790-17), seguido de la recopilación y el análisis de los datos
obtenidos.
Los resultados de tracción, compresión y flexión se tabularon y se realizó un análisis
que arrojó el siguiente caso idóneo: un número de tamiz de 30 (ASTM E11) para el
tamaño de las partículas de aserrín, con un porcentaje del 98 por ciento de PET 1 en la
mezcla y una temperatura de extrusión de 160 grados centígrados. Este caso idóneo
exhibe las siguientes características mecánicas: para tracción, una resistencia de 13,97
MPa, para compresión, una resistencia de 3,60 MPa y para flexión, un esfuerzo
máximo de 19,84 MPa. Finalmente, el modelo de regresión de diseño MSR refleja un
valor de deseabilidad global de 0,6085.
Keywords
MSR, BOX–BEHNKEN, PIGÜE, PET RECICLADO, TRACCIÓN, DOE, COMPRESIÓN, FLEXIÓN, PIPTOCOMA DISCOLOR