Estudio del comportamiento en compresión de estructuras reticulares de resina estándar fabricadas por estereolitografía

Abstract

Los desarrollos actuales en las tecnologías de fabricación aditiva (FA) permiten la fabricación de geometrías complejas con una variedad de materiales. Utilizando las técnicas de fabricación aditiva, las estructuras reticulares se emplean habitualmente para el proceso de optimización de estructuras para industrias. Por lo tanto, es esencial identificar el comportamiento mecánico efectivo de las retículas y establecer modelos de elementos finitos (EF) capaces de evaluar su rendimiento. Esta investigación se centra en seis retículas formadas por puntales. Aquí se emplea un enfoque teórico para cada estructura con el fin de presentar las propiedades estructurales básicas y conectar sus parámetros relacionados con el diseño, como la longitud de la celda unitaria y el grosor del puntal, de igual densidad aparente, para comparar su comportamiento ante esfuerzos de compresión. Además, las celdas unitarias de cada estructura se fabrican utilizando la técnica de estereolitografía (SLA), haciendo uso de resina estándar transparente . Se realizan ensayos de compresión para identificar el comportamiento mecánico del material, y emplear dichos datos para realizar las simulaciones de los diferentes diseños. Finalmente, se busca verificar la precisión y fiabilidad de los ensayos de los modelos de FEA respecto a los ensayos reales.

Current developments in additive manufacturing (AM) technologies allow the fabrication of complex geometries with a variety of materials. Using additive manufacturing techniques, lattice structures are commonly used in the process of optimising structures for industries. Therefore, it is essential to identify the effective mechanical behaviour of the lattices and to establish finite element (FE) models capable of evaluating their performance. This research focuses on six grids formed by struts. Here, a theoretical approach is employed for each structure to present the basic structural properties and connect their design-related parameters, such as unit cell length and strut thickness, of equal relative density, to compare their behaviour under compressive stresses. In addition, the unit cells of each structure are fabricated using the stereolithography (SLA) technique, making use of standard transparent resin. Compression tests are carried out to identify the mechanical behaviour of the material, and these data are used to perform the simulations of the different structures. Finally, to verify the accuracy and reliability of the FEA models with respect to real tests.