Estudio de la deformación por flexión de piezas impresas en 3D

Abstract

Resumen: Este Trabajo Fin de Máster analiza el comportamiento de piezas impresas en 3D sometidas a esfuerzos de flexión. Para ello, se diseña y construye un banco de pruebas en el que se ensayan las piezas y que permite medir el ángulo de deformación por flexión que sufren los especímenes. En este banco de pruebas las piezas están colocadas de forma que se comportan como una viga biapoyada en sus dos extremos con una carga puntual aplicada en el centro de la misma. Cada pieza tiene unas características determinadas, con distintos patrones y porcentajes de relleno. Los patrones de relleno utilizados son los de tipo grid, concentric y tri-hexagon con unos porcentajes de 10, 20, 40, 60, 80 y 100%. Además, en cada caso, han sido medidos también el gasto de material y el tiempo de impresión. Las hipótesis de partida se cumplen, obteniendo como patrón de relleno más flexible el de tipo concentric, seguido del grid que tiene un comportamiento intermedio, hasta llegar al tri-hexagon, que es el más rígido. Estos resultados pueden ayudar a un usuario de impresora 3D a elegir qué tipo de patrón y porcentaje de relleno le puede interesar según sus necesidades, conociendo de antemano el grado de flexibilidad. Abstract: This work analyzes the behaviour of 3D printed structures under bending efforts. A test bench was designed and built. We tested a set of specimens in order to get the measure of the deformation angle caused by bending. In this test bench, the specimens are placed as a beam mounted on two supports. The force is applied in the middle of the specimen. The set of specimens is composed of pieces with different infill patterns and percentages. The infill patterns used are grid, concentric and tri-hexagon with percentages of 10, 20, 40, 60, 80 and 100 percent. In addition, for each case, the material and printing time cost has also been measured. Our hypotheses are fulfilled. We conclude that concentric pattern is the most flexible, followed by grid, which has an intermediate behavior, and tri-hexagon is the most rigid. The results could help a 3D printer user to choose in advance what the most flexible or rigid infill pattern and percentage is depending on needs.