Análisis del comportamiento elástico y la fractura a compresión de una muestra bioinspirada de hueso trabecular fabricada en ácido poliláctico

• Raquel Megías ^[1] ; Ricardo Belda ^[1] ; Ana Vercher-Martínez ^[1] ; Eugenio Giner ^[1]
  1. [1] Universidad Politécnica de Valencia

     Universidad Politécnica de Valencia

     Valencia, España

     
• Localización: Revista española de mecánica de la fractura, ISSN-e 2792-4246, Nº. 2, 2021, págs. 3-8
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    En este trabajo, se ha estudiado el comportamiento mecánico de muestras artificiales de hueso trabecular obtenidas mediante fabricación aditiva utilizando ensayos experimentales de compresión y simulaciones numéricas. Las muestras bioinspiradas han sido fabricadas por impresión 3D empleando ácido poliláctico (PLA). Los ensayos experimentales a compresión cuasiestática han permitido calibrar los modelos de elementos finitos, que sirven de herramienta para estimar propiedades elásticas y de fallo para la muestra bioinspirada fabricada. Los resultados de la calibración inversa de las propiedades mecánicas revelan una deformación de inicio de fallo ???? dependiente de la dirección de fabricación de la muestra. Se ha estimado una ???? de 0.03 para la dirección de fabricación y de 0.05 para las direcciones transversales. Esta dependencia se observa también en las propiedades elásticas calibradas, un 25% mayores para la dirección de fabricación.

    El procedimiento establecido en este trabajo permite obtener un modelo numérico calibrado indicado para la estimación de las propiedades elásticas y resistentes aparentes de una muestra bioinspirada de PLA.

  • English

    In this work, the mechanical behaviour of synthetic trabecular bone samples obtained by additive manufacturing has been studied using experimental compression tests and numerical simulations. Bio-inspired samples have been manufactured by 3D printing using polylactic acid (PLA). Experimental quasi-static compression tests have allowed the calibration of finite element models, which serve as a tool to estimate elastic and failure properties for the manufactured bio-inspired sample. The results of the inverse calibration of the mechanical properties reveal a failure onset strain ???? dependent on the manufacturing direction of the sample. An ???? of 0.03 has been estimated for the direction of manufacture and 0.05 for the transverse direction. This dependence is also observed in the calibrated elastic properties, which are 25% higher for the manufacturing direction. The procedure established in this work allows to obtain a calibrated numerical model suitable for the estimation of the apparent elastic properties and strength properties of a bio-inspired PLA sample.