DEVELOPMENT OF AN EXTRUDING POLYMER TOOL USED IN A FDM 3D PRINTER
DESARROLLO DE UNA HERRAMIENTA EXTRUSORA DE POLÍMERO UTILIZADA EN UNA IMPRESORA 3D FDM
DÉVELOPPEMENT D'UN OUTIL POLYMÈRE D'EXTRUSION UTILISÉ DANS UNE IMPRIMANTE 3D FDM
Résumé
Rapid prototyping technology FDM manufactures a piece designed on the computer in real scale, through the use of technologies such as the extrusion of plastic layers and the positioning of a tool in three dimensions. The proposed methodology explains the process of design and construction of a polymer extruder tool, taking into account the variables necessary for the optimal response of a 3D printer in terms of printing time, surface finish and mechanical strength of the printed part. In the 3D FDM printing process, it is necessary that a bead of material is deposited with a cross section of constant diameter to determine a uniform layer thickness. This is achieved by taking into account three factors: polymer injection speed, pressure extruded and tool travel speed. The project applies experimental design criteria to guide the selection of the experimental parameters of the extruder tool. The extruder is designed taking into account the properties of a thermoplastic polymer Acronitrile Butadiene Styrene ABS-P400, to melt and deposit it layer by layer in 3D printing. The built prototype has allowed evaluating compliance with the design specifications as well as identifying some new parameters involved in the final printing such as: optimal temperature stabilization time for extrusion, heat transfer losses and response behavior of material flow in the extrusion tool. Key words: Polymer extrusion, 3D printing, FDM, ABS, FEM.
La tecnología de prototipado rápido FDM fabrica una pieza diseñada en el ordenador a escala real, por medio del uso de tecnologías como la extrusión de plástico por capas y el posicionamiento de una herramienta en tres dimensiones. La metodología planteada explica el proceso de diseño y construcción de una herramienta extrusora de polímero, teniendo en cuenta las variables necesarias para la óptima respuesta de una impresora 3D en lo concerniente al tiempo de impresión, acabado superficial y resistencia mecánica de la pieza impresa. En el proceso de impresión 3D FDM, es necesario que un cordón de material se deposite con una sección transversal de diámetro constante para determinar un espesor de capa uniforme. Esto se logra teniendo en cuenta tres factores: velocidad de inyección de polímero, presión ejercida para la extrusión y velocidad de desplazamiento de la herramienta. El proyecto aplica criterios de diseño experimental para orientar la selección de los parámetros experimentales de la herramienta extrusora. El extrusor se diseña teniendo en cuenta las propiedades de un polímero termoplástico Acronitrilo Butadieno Estireno ABS-P400, para fundirlo y depositarlo capa sobre capa en la impresión 3D. El prototipo construido ha permitido evaluar el cumplimiento de las especificaciones de diseño además de identificar algunos parámetros nuevos intervinientes en la impresión final como: tiempo de estabilización de temperatura óptima para extrusión, pérdidas por transferencia de calor y comportamiento de respuesta de flujo de material en la herramienta de extrusión. Palabras Claves: Extrusión de polímero, Impresión 3D, FDM, ABS, FEM.
Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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