Influencia de los parámetros de impresión 3D y del contenido de polvo de vidrio en las propiedades mecánicas del PLA y selección de la mejor combinación de variables mediante análisis multicriterio

Abstract

Este trabajo investiga la influencia de la adición de polvo de vidrio, el diámetro de la boquilla y la densidad del relleno en las propiedades mecánicas de las piezas de ácido poliláctico (PLA) impresas en 3D. Para el análisis conjunto de los tres parámetros se realizó un diseño de experimentos (DoE) factorial, y las probetas impresas de cada caso del DoE se ensayaron bajo condiciones de tracción y flexión. Los resultados permitieron un análisis estadístico mediante la obtención de las ecuaciones de regresión, diagramas de Pareto y efectos principales, obteniéndose, a grandes rasgos, que el factor más importante es la densidad de relleno seguida del tamaño de la boquilla. Adicionalmente, se realizó un análisis multicriterio con el objetivo de elegir la mejor combinación de los parámetros anteriormente nombrados, utilizando como criterios los costes de material e impresión, así como el impacto ambiental. Todos ellos fueron normalizados con la tensión máxima, debido a la clara finalidad resistente del material. Dependiendo de la resistencia seleccionada entre los ensayos de tracción o flexión, se encontró que dos alternativas diferentes eran la mejor solución. Ambas se imprimieron con una boquilla de 1,2 mm con un 100 % de relleno y diferentes porcentajes de vidrio.