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Effect of infill parameters on mechanical properties in additive manufacturing

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Effect of infill parameters on mechanical properties in additive manufacturing

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dc.contributor.author Ivorra-Martínez, Juan es_ES
dc.contributor.author Quiles-Carrillo, Luis es_ES
dc.contributor.author Lascano-Aimacaña, Diego Sebastián es_ES
dc.contributor.author Ferrándiz Bou, Santiago es_ES
dc.contributor.author Boronat, Teodomiro es_ES
dc.date.accessioned 2021-02-10T04:31:53Z
dc.date.available 2021-02-10T04:31:53Z
dc.date.issued 2020-07 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/160993
dc.description.abstract [EN] The purpose of this paper is to study and outline the effects of infill parameters (percentage and pattern) using fused deposition manufacturing on mechanical properties of PLA printed samples. Three infill patterns were tested (rectilinear, honeycomb and Hilbert curve) while infill percentage was tested at three levels (20, 60 and 90 per cent). The properties examined were tensile strength, tensile modulus, elongation, Charpy impact test, morphology of the fractures of tensile and impact test and thermo mechanical analysis. Also, a thermal analysis was done using differential scanning calorimetry to the raw polymer in order to determine the processing temperature. Results showed the influence of the filling parameters in 3D printing on the mechanical properties of the obtained part. The filling pattern greatly influences the mechanical properties of parts with low filling percentages. Honeycomb filling pattern is the one with better mechanical results. The complexity of the filling pattern influences on the processing time. Nozzle direction changes in complex patterns lengthen processing time. Results can significantly influence custom design and manufacturing of parts using material fused deposition modeling. es_ES
dc.description.abstract [ES] El propósito de este trabajo es estudiar y esbozar los efectos de los parámetros del relleno (porcentaje y patrón) de la fabricación por deposición fundida sobre las propiedades mecánicas de probetas de PLA. Se han analizado tres patrones de relleno (rectilíneo, panal de abeja y curva Hilbert), y tres porcentajes de relleno distintos (20, 60 y 90 por ciento). Las propiedades examinadas fueron resistencia a la tracción, módulo de tracción, alargamiento, tenacidad utilizando ensayo Charpy, morfología de las fracturas de los ensayos de tracción e impacto y análisis termomecánico. Además, se realizó un análisis térmico utilizando calorimetría diferencial de barrido al polímero virgen para determinar la temperatura de procesamiento. Los resultados mostraron la influencia de los parámetros de llenado en la impresión 3D sobre las propiedades mecánicas de la pieza obtenida. El patrón de llenado influye en gran medida en las propiedades mecánicas de las piezas con bajos porcentajes de relleno. El patrón de relleno de panal de abeja es el que tiene mejores resultados mecánicos de los tres analizados. La geometría del patrón de relleno también influye sobre el tiempo de procesado. Los cambios de dirección de las boquillas en patrones complejos alargan el tiempo de procesamiento. Los resultados obtenidos pueden influir significativamente en el diseño y la fabricación de piezas a medida mediante el modelado de la deposición de material fundido. es_ES
dc.description.sponsorship This work was supported by the POLISABIO program grant number (2019-A02). J. Ivorra-Martinez wants to thank UPV for the grant received through the FPI program, grant (SP20190011). L. Quiles-Carrillo wants to thank MECD for his FPU grant (FPU15/03812). D. Lascano wants to thank UPV for the grant received through the PAID-01-18 program. es_ES
dc.language Inglés es_ES
dc.publisher Publicaciones DYNA es_ES
dc.relation UPV/PAID-01-18 es_ES
dc.relation UPV/SP20190011 es_ES
dc.relation info:eu-repo/grantAgreement/MECD//FPU15%2F03812/ES/FPU15%2F03812/ es_ES
dc.relation UNIVERSIDAD POLITECNICA DE VALENCIA/UPV-FISABIO-2019-A02 es_ES
dc.relation.ispartof DYNA: Ingeniería e Industria es_ES
dc.rights Reserva de todos los derechos es_ES
dc.subject Additive manufacturing es_ES
dc.subject Fused deposition modelling es_ES
dc.subject Infill percentage es_ES
dc.subject Infill pattern es_ES
dc.subject PLA es_ES
dc.subject Fabricación aditiva es_ES
dc.subject Modelado de deposición en fundido es_ES
dc.subject Porcentaje de relleno es_ES
dc.subject Patrón de relleno es_ES
dc.subject.classification CIENCIA DE LOS MATERIALES E INGENIERIA METALURGICA es_ES
dc.subject.classification INGENIERIA DE LOS PROCESOS DE FABRICACION es_ES
dc.title Effect of infill parameters on mechanical properties in additive manufacturing es_ES
dc.title.alternative Efecto de los parámetros del relleno sobre las propiedades mecánicas en fabricación aditiva es_ES
dc.type Artículo es_ES
dc.identifier.doi 10.6036/9674 es_ES
dc.rights.accessRights Embargado es_ES
dc.date.embargoEndDate 2022-07-31 es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería Mecánica y de Materiales - Departament d'Enginyeria Mecànica i de Materials es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Instituto de Tecnología de Materiales - Institut de Tecnologia de Materials es_ES
dc.description.bibliographicCitation Ivorra-Martínez, J.; Quiles-Carrillo, L.; Lascano-Aimacaña, DS.; Ferrándiz Bou, S.; Boronat, T. (2020). Effect of infill parameters on mechanical properties in additive manufacturing. DYNA: Ingeniería e Industria. 95(4):412-417. https://doi.org/10.6036/9674 es_ES
dc.description.accrualMethod S es_ES
dc.relation.publisherversion https://doi.org/10.6036/9674 es_ES
dc.description.upvformatpinicio 412 es_ES
dc.description.upvformatpfin 417 es_ES
dc.type.version info:eu-repo/semantics/publishedVersion es_ES
dc.description.volume 95 es_ES
dc.description.issue 4 es_ES
dc.identifier.eissn 1989-1490 es_ES
dc.relation.pasarela S\414793 es_ES
dc.contributor.funder Ministerio de Educación es_ES
dc.contributor.funder Universitat Politècnica de València es_ES


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