Evaluación del PLA y el PETG como materiales de referencia impresos en 3D para pruebas de resistencia a la compresión

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería civil
• Tecnología de fabricación

Sus antecedentes:

• Los materiales de referencia fiables son cruciales para validar las pruebas de resistencia a la compresión en la construcción.
• Los materiales de referencia actuales pueden carecer de consistencia o ser costosos.
• La tecnología de impresión 3D presenta un método accesible para fabricar materiales de prueba personalizados.

Objetivo del estudio:

• Investigar la viabilidad de utilizar la impresión 3D para crear materiales de referencia para pruebas de resistencia a la compresión.
• Evaluar la influencia de los parámetros de impresión (densidad de relleno, temperatura) y las propiedades del material (PLA frente a PETG) en la resistencia a la compresión.
• Evaluar la estabilidad a largo plazo y la repetibilidad de los materiales de referencia impresos en 3D.

Principales métodos:

• La impresión 3D de Fused Deposition Modeling (FDM) se utilizó para fabricar muestras cúbicas de ácido poliláctico (PLA) y polietileno tereftalato modificado con glicol (PETG).
• Las muestras con diferentes densidades de relleno fueron sometidas a pruebas de resistencia a la compresión.
• Se analizó el efecto del tiempo de almacenamiento y las fluctuaciones de la temperatura ambiente en los resultados de los ensayos.

Principales resultados:

• Tanto el PLA como el PETG mostraron una fuerte correlación lineal entre la densidad de relleno y la resistencia a la compresión.
• El PLA exhibió una mayor resistencia a la compresión inicial (hasta 70,7 kN) en comparación con el PETG (hasta 44,1 kN).
• El PETG demostró una estabilidad superior a largo plazo, con menos variabilidad en los resultados después de 31 días en comparación con el PLA.

Conclusiones:

• Los materiales impresos en 3D, en particular el PETG, son prometedores como materiales de referencia repetibles para las pruebas de resistencia a la compresión en el control de calidad de la ingeniería civil.
• La resistencia al envejecimiento del PETG lo convierte en un candidato más adecuado para los estándares de referencia duraderos que el PLA.
• Esta investigación ofrece una vía para desarrollar materiales de referencia mecánicos accesibles y fiables para aplicaciones de ensayos destructivos.