Deformation kinetics of PA-12 components processed using the AM-SLS technology

• M. Lorenzo-Bañuelos ^[1] ; W.M.H. Verbeeten ^[1] ; J.M. Alegre ^[1] ; I.I. Cuesta ^[1] ; R. Rodríguez-Aparicio ^[1]
  1. [1] Universidad de Burgos

     Universidad de Burgos

     Burgos, España

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 6, 2023, págs. 185-190
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    La técnica de fabricación aditiva por sinterizado selectivo por láser (AM-SLS), es un proceso de fabricación de componentes capa a capa que ha ganado un interés cada vez mayor en diferentes sectores de la industria. Se pueden obtener en poco tiempo componentes con geometrías complejas y buenas propiedades mecánicas empleando AM-SLS.

    No obstante, la orientación de las capas en la que se fabrican las piezas es un aspecto para tener en cuenta. En ingeniería es necesario conocer en detalle el comportamiento mecánico de estas piezas, siendo el comportamiento viscoelástico un aspecto significativo a la hora de estimar la durabilidad de los componentes obtenidos por este proceso de fabricación.

    En esta investigación, se cuantifican y comparan las propiedades mecánicas viscoelásticas, dependientes de la velocidad de deformación, de probetas de compresión de poliamida 12 (PA-12) fabricadas mediante AM-SLS a dos orientaciones de capa diferentes 0º y 90º. Para ello se ha caracterizado el material a tracción y se ha desarrollado un programa experimental mediante ensayos de compresión a diferentes velocidades y a dos orientaciones de capa diferentes (0º y 90º). Adicionalmente, se ha realizado un análisis fractográfico de las probetas de tracción material procesado mediante AM-SLS. Los resultados experimentales de las probetas de compresión obtenidas con diferentes orientaciones se han analizado empleando el modelo de flujo de Eyring. El material PA-12 ha manifestado un comportamiento termorreológicamente complejo. Además, debido a la anisotropía asociada a las orientaciones de fabricación, las propiedades mecánicas muestran diferencias, tanto en valores como en dependencia de la velocidad de deformación.

  • English

    The additive manufacturing technique by selective laser sintering (AM-SLS), is a layer-by-layer manufacturing process that is increasingly gaining more interest in different industrial sectors. Components with complex geometries and good mechanical properties can be obtained in a relatively short time using AM-SLS. However, the orientation of the layers, in which the parts are manufactured is something to consider. In engineering, it is necessary to know in detail the mechanical behavior of these parts. Among others, the visco-elastic behavior is a significant aspect when estimating the durability of the components obtained by this manufacturing process. In the present research, the visco-elastic mechanical properties, which depend on the strain rate, of PA-12 compression specimens manufactured by AM-SLS at two different layer orientations, 0º and 90º, are quantified and compared. For this, the material has been characterized with uniaxial tensile tests and an experimental program has been developed for compression tests at different strain rates and at two different layer orientations (0º and 90º). In addition, a fractographic analysis has been carried out using SEM images of the tensile test specimens to understand the failure mode of the material processed by AM-SLS. The experimental results of the compression specimens obtained with different orientations have been analyzed using the Eyring flow model. The PA-12 material has manifested a thermorheologically complex behavior. In addition, due to the anisotropy associated with the manufacturing layer orientations, the mechanical properties show differences, both in values and in strain rate dependence.