Proceso tecnológico para la fabricación de materiales compuestos con matriz polimérica y refuerzo de fibra de vidrio para su uso en filamento de impresión 3D
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Date
2021
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Publisher
Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica. Maestría en Mecánica Mención Manufactura
Abstract
The present research work was focused on determining the best configuration of the
polymeric matrix of recycled PET plastic and glass fiber reinforcement, for the
manufacture of a new polymeric composite material intended for the extrusion of
filament for 3D printing; For the analysis several aspects were determined such as the
feasibility of extrusion of the composite material, the nozzle diameters of the extruder
and 3D printer, the feasibility and processing of the raw material such as shredded
recycled PET and later pelletized, in addition to the fiberglass in different
configurations and redesign and implementation of the extruder machine.
Using these considerations, the results of the diameter of the filaments obtained in each
configuration and volumetric composition were analyzed, and the best option was
determined by means of a T-student statistical analysis; with the result obtained from
the analysis, the mechanical properties of the material were determined.
The results of this research showed that the optimal configuration with filament for 3D
printing is 90 percent recycled PET plus 10 percent glass fiber powder, and this is the
most feasible for the extrusion of the filament since it fits the diameter of the nozzle
of the 3D printer; at the same time, the mechanical properties of this new material were
determined.
Description
El presente trabajo investigativo se enfocó en determinar la mejor configuración de
matriz polimérica de plástico PET reciclado triturado y como refuerzo fibra de vidrio,
para la fabricación de un nuevo material compuesto polimérico destinado a la extrusión
de filamento para impresión en 3D; para el análisis se determinaron varios aspectos
como la factibilidad de extrusión del material compuesto, los diámetros de boquilla de
la extrusora e impresora en 3D, la factibilidad y procesamiento de la materia prima
como es el caso del PET reciclado triturado y posteriormente pelletizado, además de
la fibra de vidrio en diferentes configuraciones y rediseño e implementación de la
máquina extrusora.
Empleando estas consideraciones se analizaron los resultados del diámetro de los
filamentos obtenidos en cada configuración y composición volumétrica, además se
determinó la mejor opción mediante un análisis estadístico de T-student; con el
resultado obtenido del análisis se determinó las propiedades mecánicas del material.
Los resultados de esta investigación presentaron que la configuración óptima con
filamento para la impresión 3D es la de 90 por ciento de PET reciclado más el 10 por
ciento de fibra de vidrio en polvo, y ésta es la más factible para la extrusión del
filamento ya que se acoge al diámetro de la boquilla de la impresora 3D; a su vez se
determinaron las propiedades mecánicas de este nuevo material.
Keywords
MATERIAL COMPUESTO, PET RECICLADO, FILAMENTOS 3D, IMPRESIÓN 3D, EXTRUSORA 3D, FIBRA DE VIDRIO, PELLETIZADO, TRITURADO