Impresión 3D y método de elemento finito aplicados a la optimización de plantillas y herramentales con aplicación automotriz

Pérez Buenrostro, César Antonio (2017) Impresión 3D y método de elemento finito aplicados a la optimización de plantillas y herramentales con aplicación automotriz. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

En el presente trabajo, se emplea el Método de Elemento Finito en conjunto con la impresión 3D, para el desarrollo de una metodología capaz de identificar los parámetros de impresión en modelos aplicados a la industria automotriz, con la finalidad de imprimir partes optimizadas con los recursos disponibles. Una aplicación fue la impresión de estructuras de impresión para la reducción de peso, material y tiempo en el proceso. Se realizaron diferentes pruebas en relación al mallado STL de diferentes modelos, con la finalidad de determinar el efecto que tiene este parámetro en la calidad superficial de los componentes impresos, definiendo una estandarización para la conversión de estos archivos en el paquete de diseño manejado por la empresa. También se realizó la caracterización del material utilizado, bajo la norma ASTM D638 enfocada a plásticos rígidos, utilizando diferentes ángulos y orientaciones de impresión, resultando la orientación más fuerte XZ con un ángulo de impresión de 0°. Mediante las pruebas se logró obtener el comportamiento mecánico del material y así mismo se eligió un modelo matemático para describirlo. Utilizando simulación numérica se reprodujo la prueba de tensión utilizando una calibración hasta validar el modelo numérico seleccionado. Una vez calibrado el modelo, se realizó la simulación del ensayo de tensión aplicando diferentes estructuras de impresión en los especímenes de prueba, con la finalidad de obtener la más resistente. Resultando como estructura más fuerte el tipo doble densidad con un ángulo de impresión de 0°. En base a los resultados, se simularon diferentes componentes de aplicación industrial bajo las condiciones de trabajo de los mismos, utilizando el material original y el material impreso en 3D con la estructura de impresión más resistente. Finalmente se imprimieron algunos modelos analizados para la validación de los resultados.

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