Mechanical characterization of additive manufacturing composite parts

Abstract

espanolLa manufactura aditiva es un metodo de fabricacion reciente en el que la pieza se produce capa por capa a partir de un modelo CAD 3D. En este trabajo, presentamos la caracterizacion mecanica del Fusion Deposition Modeling (FDM) aplicada a partes compuestas hechas por una matriz de nailon con dos tipos de refuerzos de fibra: fibra de carbono o fibra de vidrio. A partir de la microestructura obtenida, se realiza una division de la parte compuesta en regiones, y se encuentran matrices de rigidez individuales utilizando un modelo isotropico elastico lineal, para el caso de relleno de matriz solida, o un modelo elastico ortotropico lineal basado en resultados micromecanicos. Luego, se emplea un metodo de rigidez promedio de volumen para realizar la caracterizacion de la parte completa. Los resultados teoricos se comparan con los datos experimentales, mostrando una buena concordancia en ambos casos. Esta investigacion permite la prediccion del comportamiento estructural de las piezas compuestas de fabricacion aditiva. EnglishAdditive Manufacturing is a novel manufacturing method in which the part is produced layer by layer from a 3D CAD model. In this work, we present the mechanical characterization of Fusion Deposition Modeling (FDM). Composite parts made by a nylon matrix with two kinds of fiber reinforcements: carbon fiber or fiberglass. From the obtained microstructure, we perform a division of the composite part in regions, and individual stiffness matrices are encountered by either using a linear elastic isotropic model, for the case of solid matrix filling, or an orthotropic linear elastic model based on micromechanical results. Then, a volume average stiffness method is employed to perform the characterization of the whole part. The theoretical results are compared with the experimental data, showing good agreement for both cases. This research allows the prediction of the structural behavior of additive manufacturing 2composite parts.