Impresión directa de prototipos 3D sobre textiles

MARÍA CAROLINA GIAROLI; ANDRÉS E. CIOLINO; MARIO D. NINAGO

Mendoza

Encuentro; Encuentro Virtual de Jóvenes Investigadores de AUGM; 2020

El objetivo de este trabajo se centró en la impresión 3D directa de probetas de poliácido láctico (PLA) y de estas sobre sustratos textiles (algodón y poliéster), como así también en la caracterización de los materiales emplearon y el estudio de los parámetros de impresión que modifican sus propiedades mecánicas. Los materiales que se utilizaron fueron textiles de algodón y poliéster comercial (tipo panal) y filamento de PLA (marca: Createbot, con un diámetro de 1,75 mm y transparente), todos se usaron sin ningún tipo de tratamiento ni modificación previa. Tanto los textiles como el filamento se caracterizaron por Espectroscopía Infrarroja de Transformadas de Fourier (FTIR), mientras que la caracterización del filamento se completó con Difracción de Rayos X (DRX), Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) y Análisis Termogravimétrico (TGA). De este modo se verificó que se estaba trabajando con los materiales buscados.Las probetas de PLA, cuyas dimensiones fueron de 100,0 x 12,5 x 0,3 mm, de acuerdo con una adaptación del método de prueba estándar reportado en ISO 11339: 2005, se imprimieron solas y sobre los sustratos textiles empleando la técnica de modelado de deposición fundida (FDM), utilizando la impresora 3D Pía-Hnos, empleando el programa de licencia libre ?SketchUp-Maker?. Las muestras se transfirieron a formato imprimible en 3D (STL) utilizando el software ?Simplify3D? proporcionado por Creative Tools AB. Los parámetros de impresión empleados fueron: boquilla de impresión de 0,5 mm, espesor de capa de 0,1 mm, capa sólida superior e inferior de 0 mm y capa perimetral de 1 mm, temperatura del lecho de la plataforma de 60 ° C, temperatura de la boquilla de 210 ° C, velocidad de impresión 60 mm s-1, y relleno interno 100 % para tres direcciones de impresión (45 °, 90 ° y 180 °). La efectividad de la deposición de polímeros sobre los tejidos se estudió mediante pruebas de pelado, obtenidas con el ensayo mecánico de adhesión. Se registraron patrones mecánicos y se determinaron los modos de falla de acuerdo con el método estándar ASTM F88 / F88M-15. Las fuerzas de adherencia muestran una clara tendencia: un aumento de 180 a 45 ° y una disminución para ángulos de relleno aún mayores. Estos resultados sugieren que la impresión a 45 ° da como resultado mayores enredos entre las fibras de algodón y las cadenas de polímero impresas, al mejorar su interacción. En este sentido, Fafenrot et al. reportaron resultados similares durante su estudio de las propiedades mecánicas de compuestos sobre textiles y materiales impresos tridimensionales, al igual que Kozior et al., quienes destacaron que la orientación del relleno no solo influye en las fuerzas de adhesión, sino que también puede cambiar la resistencia a la tracción y el alargamiento a la rotura de las probetas de PLA impresas.