Material para impresión 3D basado en resinas naturales de colofonia

Abstract

[ES] En el presente trabajo de fin de máster se prepararon mezclas de Policaprolactona (PCL) con colofonia (GR) y cera de abeja (BW), que se utilizaron para la preparación de filamentos para ser empleados en procesos de impresión 3D. Además, con el fin de caracterizar los materiales y determinar el efecto de la adición de GR, BW o la mezcla de ambos (GR_BW) sobre las propiedades de la PCL se imprimieron probetas de ensayos mecánicos y se realizaron análisis térmicos, mecánicos, estructurales, de humectabilidad y color. En el proceso de impresión 3D se escogió el patrón de llenado de los objetos a imprimir y establecieron las temperaturas de cama y de extrusión para cada material, se determinó que el material PCL_GR_BW presenta un mejor comportamiento en la impresión 3D. La caracterización térmica de las probetas permitió determinar que los aditivos empleados son miscibles y compatibles con la PCL, mientras que con la caracterización mecánica se estableció que la adición de GR_BW le proporciona una mayor resistencia a la tracción al filamento de modo que facilita la impresión en 3D. Por el contrario, la adición de BW le confiere demasiada ductilidad a la mezcla lo que dificulta su procesamiento. En el FTIR se puede inferir una interacción entre la PCL y los aditivos usados. Se encontró que los aditivos naturales empleados actuaron como plastificantes, pero se estableció que aquellos materiales en los que se usó GR presentaron una menor plastificación, debido a la rigidez propia de este aditivo, lo que confirió mejores propiedades mecánicas al material.

[EN] In the present work, mixtures of Polycaprolactone (PCL) were prepared with gum rosin (GR) and beeswax (BW), which were used to prepare filaments for 3D printing processes. In addition, to characterize the materials and determine the effect of the addition of GR, BW or the mixture of both (GR_BW) on the properties of the PCL, mechanical test specimens were printed and thermal, mechanical, structural, wettability and color analyzes were carried out. In the 3D printing process, the filling pattern of the objects to be printed was chosen and the bed and extrusion temperatures for each material were established. It was determined that the material PCL_GR_BW has a better behavior in 3D printing. The thermal characterization of the specimens allowed to determine that the additives used are miscible and compatible with the PCL, while with the mechanical characterization it was established that the addition of GR_BW provides a greater tensile strength to the filament which facilitates the processing in a 3D printer. On the contrary, the addition of BW gives the mixture too much ductility, which makes its processing difficult. In the FTIR, an interaction between the PCL and the additives used was detected. It was found that the natural additives used acted as plasticizers. However, those materials in which GR was used had a lower plasticization, due to the inherent rigidity of this additive, which confer better mechanical properties to the material.