Evaluación de los parámetros de impresión y posprocesamiento de piezas obtenidas mediante manufactura aditiva por deposición con filamento metálico de aleación de aluminio. Trabajo de grado

RESUMEN : La manufactura aditiva ha revolucionado los procesos de fabricación de piezas metálicas al permitir la producción de geometrías complejas con eficiencia y precisión. Dentro de esta tecnología, el modelado por deposición fundida destaca por su accesibilidad, bajo costo y capacidad para proc...

Full description

Autores:
Chica Martínez, Carolina
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2025
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/45554
Acceso en línea:
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Palabra clave:
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description RESUMEN : La manufactura aditiva ha revolucionado los procesos de fabricación de piezas metálicas al permitir la producción de geometrías complejas con eficiencia y precisión. Dentro de esta tecnología, el modelado por deposición fundida destaca por su accesibilidad, bajo costo y capacidad para procesar materiales compuestos, lo que amplía sus aplicaciones industriales. En este contexto, el presente trabajo evaluó el posprocesamiento de piezas fabricadas con filamento compuesto de ácido poliláctico y partículas de aluminio, enfocándose en los parámetros que afectan la remoción del polímero y la preparación de las partículas metálicas para su posterior sinterización. La metodología incluyó ensayos de desaglomerado químico y térmico, donde se evaluaron diferentes solventes, tiempos de exposición, tasas de calentamiento (1, 5 y 10°C/min) y tiempos de sostenimiento (1, 3 y 5 horas). Se caracterizó la materia prima mediante microscopía electrónica de barrido y análisis de energía dispersiva de rayos X para validar la esfericidad de las partículas, complementada con estudios térmicos y estructurales como análisis termogravimétrico, calorimetría diferencial de barrido e infrarrojo; con lo cual se examinaron las propiedades del polímero. Los resultados mostraron que una tasa de calentamiento de 5°C/min y un tiempo de sostenimiento de 3 horas optimizan la remoción del polímero sin comprometer la integridad dimensional de las piezas. Por último, se concluye que, las trazas de carbono y la posible formación de una película de alúmina sobre las partículas del metal luego del desaglomerado térmico, comprometen la consolidación de las piezas impresas en el proceso de sinterización.
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La metodología incluyó ensayos de desaglomerado químico y térmico, donde se evaluaron diferentes solventes, tiempos de exposición, tasas de calentamiento (1, 5 y 10°C/min) y tiempos de sostenimiento (1, 3 y 5 horas). Se caracterizó la materia prima mediante microscopía electrónica de barrido y análisis de energía dispersiva de rayos X para validar la esfericidad de las partículas, complementada con estudios térmicos y estructurales como análisis termogravimétrico, calorimetría diferencial de barrido e infrarrojo; con lo cual se examinaron las propiedades del polímero. Los resultados mostraron que una tasa de calentamiento de 5°C/min y un tiempo de sostenimiento de 3 horas optimizan la remoción del polímero sin comprometer la integridad dimensional de las piezas. Por último, se concluye que, las trazas de carbono y la posible formación de una película de alúmina sobre las partículas del metal luego del desaglomerado térmico, comprometen la consolidación de las piezas impresas en el proceso de sinterización.ABSTRACT : Additive manufacturing has revolutionized the production of metallic components by enabling the creation of complex geometries with efficiency and precision. Within this technology, fused deposition modeling stands out for its accessibility, low cost, and ability to process composite materials, which broadens its industrial applications. In this context, the present study evaluated the post-processing of parts fabricated using a filament composed of polylactic acid and aluminum particles, focusing on the parameters influencing polymer removal and the preparation of metallic particles for subsequent sintering. The methodology included chemical and thermal debinding tests, evaluating different solvents, exposure times, heating rates (1, 5, and 10°C/min), and holding times (1, 3, and 5 hours). The raw material was characterized using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray analysis to verify particle sphericity, complemented by thermal and structural studies such as thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, and infrared spectroscopy to examine the polymer's properties. The results showed that a heating rate of 5°C/min and a holding time of 3 hours optimize polymer removal without compromising the dimensional integrity of the parts. Finally, it was concluded that carbon residues and the possible formation of an alumina film on the metal particles after thermal debinding hinder the consolidation of printed parts during the sintering process.PregradoIngeniera de Materiales56 páginasapplication/PDFspaUniversidad de AntioquiaMedellín, ColombiaFacultad de Ingeniería. Ingeniería de Materialeshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/co/https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Evaluación de los parámetros de impresión y posprocesamiento de piezas obtenidas mediante manufactura aditiva por deposición con filamento metálico de aleación de aluminio. Trabajo de gradoArtículo de investigaciónhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttps://purl.org/redcol/resource_type/TPhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/draftCopolímero de Ácido Poliláctico-Ácido PoliglicólicoPolylactic Acid-Polyglycolic Acid CopolymerPolímeroPolymersMateria primaRaw materialsManufacturasManufactureshttp://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept5035http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept1816https://id.nlm.nih.gov/mesh/D000077182PublicationLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/8df7eb0d-93ef-4fdc-9593-07f164ab49dc/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53falseAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81051https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/d4206e28-062b-467a-8765-7ea7fdc7e074/downloade2060682c9c70d4d30c83c51448f4eedMD52falseAnonymousREADORIGINALChicaCarolina_2025_ManufacturaAditivaAluminio.pdfChicaCarolina_2025_ManufacturaAditivaAluminio.pdfTrabajo de grado de pregradoapplication/pdf2454057https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/f75fef0f-2610-44cc-bb18-9e107005419b/downloadbbe1ff3ce312081d64535b46818f03f3MD51trueAnonymousREADTEXTChicaCarolina_2025_ManufacturaAditivaAluminio.pdf.txtChicaCarolina_2025_ManufacturaAditivaAluminio.pdf.txtExtracted texttext/plain102088https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/1845c06c-889f-4e65-8a0f-ce272cc83c5f/downloadfbce0a8f39ddd3eff5de44aea46d4032MD54falseAnonymousREADTHUMBNAILChicaCarolina_2025_ManufacturaAditivaAluminio.pdf.jpgChicaCarolina_2025_ManufacturaAditivaAluminio.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6893https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/eb8f76f9-fca1-466c-8c88-3f5535484d9c/downloadb28a095be6541d8604a38c54f90e1b1aMD55falseAnonymousREAD10495/45554oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/455542025-03-27 01:05:42.9http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/co/open.accesshttps://bibliotecadigital.udea.edu.coRepositorio Institucional de la Universidad de Antioquiaaplicacionbibliotecadigitalbiblioteca@udea.edu.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