Optimisation of parameters for indirect casting using the additive manufacturing technique of material extrusion

Autor: Peláez Peláez, Sofía
Přispěvatelé: Rodríguez González, Pablo, Barreiro García, Joaquín, Ingenieria de los Procesos de Fabricacion, Escuela de Ingenierias Industrial, Informatica y Aeroespacial
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2022
Předmět:
Popis: [ES] La fabricación aditiva ha supuesto una gran revolución en la industria permitiendo la manufactura de piezas complejas que de otra forma sería inviable. Sin embargo, todavía debe superar ciertas restricciones, como sucede en la rama de fabricación aditiva con materiales metálicos con el tamaño de las piezas y la posibilidad de utilizar un mayor abanico de materiales metálicos y aleaciones. Por otro lado, las técnicas tradicionales, como la fundición, no pueden afrontar las nuevas demandas donde se exige un desarrollo de productos cada vez más personalizados hacia el usuario final con la máxima calidad y precisión utilizando el menor tiempo posible. Por ello, surge como alternativa la combinación de fabricación aditiva con técnicas tradicionales para exceder las limitaciones que presentan por separado. En este proyecto, se ha considerado la combinación de la técnica de extrusión de material de fabricación por filamento fundido (FFF) con la técnica de fundición indirecta, donde el patrón desechable se ha realizado en PLA con la técnica de FFF, y mediante un estudio experimental secuencial planificado a través de Diseño de Experimento, se optimizó los parámetros de FFF para obtener una pieza final metálica con la mayor calidad dimensional, mayor calidad superficial y generación mínima de residuos. Para ello se analizó la influencia de los parámetros de altura de capa, densidad de relleno, número de capas iniciales y finales, espesor de pared y la aplicación de postproceso, llegando a la conclusión de que los parámetros que más afectan a la calidad dimensional es la acción de la densidad de relleno con el espesor de pared, el parámetro que más afecta a la rugosidad es la aplicación del postproceso, mientras que para la minimización de residuo finalmente no afecta ninguno de los parámetros. [EN] Additive manufacturing has been a major revolution in industry, enabling the manufacture of complex parts that would otherwise be unfeasible. However, it still must overcome certain restrictions, as is the case in additive manufacturing with metallic materials with the size of the parts and the possibility of using a wider range of metallic materials and alloys. On the other hand, traditional techniques, such as casting, cannot cope with the new demands for the development of increasingly customised products for the end user with the highest quality and precision in the shortest possible time. For this reason, the combination of additive manufacturing with traditional techniques has emerged as an alternative to exceed the limitations that they present separately. In this project, the combination of the extrusion technique of fused filament fabrication (FFF) with the indirect casting technique has been considered, where the expendable pattern has been made in PLA with the FFF technique, and by means of a sequential experimental study planned through Design of Experiment, the FFF parameters were optimised to obtain a final metallic part with the highest dimensional quality, greater surface quality and minimum waste generation. To this purpose, the influence of the parameters of layer height, filler density, number of initial and final layers, wall thickness and the application of post-processing were analysed, reaching the conclusion that the parameters that most affect the dimensional quality is the action of the filler density with the wall thickness, the parameter that most affects the roughness is the application of post-processing, while for the minimisation of residue, none of the parameters is affected in the end.
Databáze: OpenAIRE