| Revista: | Iteckne |
| Base de datos: | PERIÓDICA |
| Número de sistema: | 000446188 |
| ISSN: | 1692-1798 |
| Autores: | Parrado Agudelo, Jessica Zuleima1 Narváez Tovar, Carlos1 |
| Instituciones: | 1Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. Colombia |
| Año: | 2019 |
| Periodo: | Jul-Dic |
| Volumen: | 16 |
| Número: | 2 |
| Paginación: | 111-117 |
| País: | Colombia |
| Idioma: | Español |
| Tipo de documento: | Artículo |
| Enfoque: | Aplicado, descriptivo |
| Resumen en español | El presente estudio tuvo como finalidad la determinación de las propiedades mecánicas de piezas fabricadas por modelado de deposición fundida (FDM), empleando tres diferentes materiales biocompatibles: ácido poliláctico (PLA), policaprolactona (PCL) y Lay- Fomm 40. Así mismo, se analizó la influencia de diferentes parámetros de impresión en el comportamiento mecánico: la selección, el material, el ángulo de trama y el porcentaje de relleno. Se realizaron pruebas de tensión y compresión de las probetas en una máquina de ensayos universal y se obtuvo el módulo elástico, el esfuerzo de fluencia y el esfuerzo último a partir de las curvas de esfuerzo-deformación. Las mayores resistencias se reportan en las probetas de PLA, tanto a tensión como a compresión, por ejemplo, el promedio del esfuerzo último a tensión del PLA con ángulo de trama 0-90° y porcentaje de relleno del 30% fue de 41.20 MPa, mientras que para el PCL fue de 9.68 MPa. Por otro lado, el material con mayores elongaciones fue el Lay-Fomm 40 con porcentajes que van desde 300% hasta el 600%. Finalmente, mediante un análisis ANOVA se determinó que la selección del material es el parámetro que más influye en las propiedades mecánicas, contribuyendo en un 84.20% al módulo elástico, en 93.30% al esfuerzo a fluencia y un 82.44% al esfuerzo último, mientras que el ángulo de trama es el segundo factor significativo, presentando mayores resistencias en las probetas con ángulo de trama 0-90°. Por otro lado, la contribución del porcentaje de relleno no fue estadísticamente significativa. Los resultados obtenidos pueden ser usados para determinar el material y parámetros de impresión 3D adecuados para la manufactura aditiva de scaffolds, implantes y demás estructuras para aplicaciones biomédicas y de ingeniería de tejidos |
| Resumen en inglés | This study aims to determine the mechanical properties of parts manufactured by Fused Deposition Modeling (FDM) using three biocompatible polymer materials: Polylactic Acid (PLA), Polycaprolactone (PCL) and Lay-Fomm 40. Also, it was analyzed the influence of different printing parameters, material selection, infill percentage, and raster angle, over the mechanical properties. The samples were subjected to tension and compression tests using a universal testing machine, and elastic modulus, yield stress, and ultimate stress were obtained from the stress-strain curves. PLA samples have the highest elastic modulus, yield stress and ultimate stress for both compression and tension tests, for example, the ultimate tensile stress with infill percentage of 30 % and raster angle of 0-90° has an average value of 41.20 MPa, while PCL samples had an ultimate tensile stress average value of 9.68 MPa. On the other hand, Lay-Fomm40 samples had the highest elongations, with percentage values between 300 and 600 %. Finally, ANOVA analysis showed that the choice of the material is the leading printing parameter that contributes to the mechanical properties, with percentages of 84.20% to elastic modulus, 93.30% to yield stress, and 82.44% to ultimate stress. The second important factor is the raster angle, with higher strengths for the 0-90° when compared to 45-135°. On the other hand, the contribution of the infill percentage to the mechanical properties was no statistically significant. The obtained results could be useful for material selection and 3D printing parameters definition for additive manufacturing of scaffolds, implants, and other structures for biomedical and tissue engineering applications |
| Disciplinas: | Ingeniería |
| Palabras clave: | Ingeniería de materiales, Materiales biocompatibles, Modelado por deposición fundida, Acido poliláctico, Policaprolactona, Lay-Fomm 40, Caracterización mecánica, Parámetros de impresión |
| Keyword: | Materials engineering, Biocompatible materials, Fused deposition modeling, Polylactic acid, Polycaprolactone, Lay-Fomm 40, Mechanical characterization, Printing parameters |
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