Materiales compuestos de matriz polimérica micro y nano estructurados para impresión 3D:

morfología y propiedades mecánicas

D.I. Adrián Mariano Oviedo Laboratorio de Nanofabricación (Nanofab)

Fundación Argentina de Nanotecnología (FAN)

Fundación Argentina de Nanotecnología

“Nanomateriales e impresión 3D”

27 de septiembre de 2017

1

Introducción

2

1-Procesamiento de polímeros

2-Construcción de filamentos para impresión 3D

3-Impresión mediante modelado por deposición fundida (MDF 3D)

4-Caracterización de piezas y materiales: morfología y propiedades mecánicas

Dispersora Sonicador de punta Molino Criogénico

Microscopio Cabina de guantes

Estufa de vacío

Matriz polimérica

Procesamiento de polímeros : equipos utilizados

3

Fabricación de filamentos : sistema de extrusión

.Enrollador .Tiro .Batea de enfriamiento

.Extrusora .Bomba de infusión

.Refrigeración

.Vacío

Construcción del filamento Ingreso del material

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Filamento Alimentación del filamento

Modelado por deposición fundida (MDF 3D)

Cabezal/temperatura

Se aplica una fuerza de empuje al filamento para alimentar el cabezal

El filamento pasa por una boquilla

El material extrudido se deposita en capas

La base y cabezal son partes móviles de la impresora

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Almohadilla anti-impacto

Lámpara Modelo para fundición

ABS

Férula Piezas individuales

Objetos impresos mediante MDF 3D

d = 38 cm

ABS

Ventilador

TPU

ABS PLA

6

LAB. DE ELECTRONICA

Colaboraciones con empresas y organismos Colaboraciones con empresas y organismos Impresoras 3D

Masterbatch 7

PLA / Cobre PLA / Fibra de carbono

PLA / Acero

400 µm

PLA / Madera

PLA / Aluminio

Caracterización de filamentos por microscopía óptica Boquilla D = 0,4 mm (aumento 4x)

8

Filamento D = 1,75 mm (aumento 10 x)

PLA / Bronce PLA / Cobre

PLA / Acero

PLA / Aluminio

PLA / Fibra de carbono PLA / Cobre

200 µm

Caracterización de filamentos por microscopía óptica

9

1 mm

500 µm

300 µm

Presencia de filamentos y continuidad del material

Tramado de la impresión y superposición de capas

Presencia de discontinuidades

Caracterización de piezas por microscopía óptica

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Dr. Ing. Ezequiel Pérez – CONICET- INTI D.I. Adrián Mariano Oviedo – Lab. Nanofab-FAN

Comportamiento mecánico de piezas poliméricas obtenidas por manufactura aditiva

Objetivo: Analizar materiales y piezas obtenidas por impresión 3D.

-Probetas: tracción uniaxial -Probetas: fractura cuasi-estática ASTM: D 638, tipo V ASTM: E 1820

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Programa CAD Modelo 3D

Programa CAM Slicer - Codigo G

Infill : 90º al 100 % Infill : 45º al 100 %

Probeta Fractura

Probeta Tracción

Perímetros: 1

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Perímetro: 1

Filamentos de matriz PLA

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Filamento PLA / Probeta PLA

Comportamiento mecánico de filamentos y piezas poliméricas obtenidas por manufactura aditiva

Dúctil

Mayor ductilidad

Frágil

Menor ductilidad

Re

sist

en

cia

aluminio

ingeniería conductivo

comercial 1

comercial 2

• PLA HQ

Microscopía SEM - rotura por tracción

100 µm

1 mm

PLA PLA RESISTENTE

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PLA / Aluminio

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Microscopía SEM - rotura por tracción

PLA / Bronce

Imagen por SEM Imagen por SEM

Imagen óptica

Procesando polímeros

Beatriz Araoz Lab3bio UNSAM

Martín Célico, Jonatan Gordillo Eric Kowcz , Vanesa Freccia E.T. Nº 32 Nayla Lores

INTEMA Matías Torres INTI

Luciana Garzón UNJu

Lucas Guz y Oswaldo Ochoa FCEyN UBA Cecilia Lorenzo y Priscila Reale

INTI Plásticos

Muchas Gracias por la

Atención

¿Consultas?

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PLA / Acero

100 µm

100 µm

Caracterización de filamentos por microscopía óptica

PLA TPU PLA

Flexible Antimicrobial Termo-color

ABS ABS