Prototipado rápido de aspas para aerogeneradores de baja potencia combinando impresión 3D e infusión

LEANDRO LUDUEÑA; ARIEL STOCCHI; GASTON FRANCUCCI

Mar del Plata

Congreso; SAP-COMAT. XV Simposio Argentino de Polímeros / Congreso Argentino de Materiales Compuestos; 2023

INTEMA-CONICET

La técnica de deposición de filamento caliente, también conocida como FDM (Fused Deposition Modeling) o FFF (Fused Filament Fabrication), es un proceso de manufactura aditiva (impresión 3D) en el cual un filamento termoplástico, generalmente de PLA o ABS, se alimenta a través de un cabezal de impresión que se mueve en una serie de capas, depositando el material fundido en una plataforma de construcción capa por capa, siguiendo las instrucciones de un modelo 3D digital. Esta técnica es popular debido a su relativa simplicidad y asequibilidad, siendo ideal para realizar prototipado rápido y fabricación de piezas y modelos conceptuales. Sin embargo, las piezas fabricadas presentan propiedades mecánicas insuficientes para aplicaciones estructurales y además la superficie suele requerir ciertas tareas de acabado posterior. Por otro lado, los materiales compuestos basados en tejidos de refuerzo de fibras estructurales y resinas termorrígidas ofrecen gran versatilidad en términos de propiedades mecánicas y flexibilidad para ser moldeados con formas complejas. Además, los procesos de moldeo de compuestos con bolsa de vacío, como “infusión por vacío” y “vacuum bagging”, pueden emplearse para recubrir cualquier pieza en pieles de material compuesto estructural, lo que permite crear pieles delgadas y resistentes alrededor de las piezas obtenidas mediante impresión 3D. En este sentido, se ha trabajado en el desarrollo de prototipos funcionales de aspas de aerogeneradores de baja potencia utilizando núcleos impresos por FDM cubiertos en pieles de material compuesto mediante la técnica de infusión por vacío. Los desafíos tecnológicos del método son: diseño de las secciones del componente con sus encastres para lograr obtener piezas de mayor tamaño al de la cámara de impresión, optimización de la estructura impresa (espesores de pared y tipo y % de relleno) para minimizar el peso y garantizar que soporte las presiones a las que está sometido durante el moldeo de las pieles; lograr un correcto preformado de los tejidos de refuerzo alrededor del núcleo y diseño correcto del proceso de infusión por vacío.