Metodología para la optimización de parámetros geométricos en el proceso de fabricación aditiva basada en extrusión

• Autores: Gisela Vega Rodríguez
• Directores de la Tesis: Mario Monzón Verona (dir. tes.), Rubén Paz Hernández (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria ( España ) en 2023
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Inés Ferrer Real (presid.), Alberto Cuadrado Hernández (secret.), Jorge Aísa Arenaz (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingenierías Química, Mecánica y de Fabricación por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: acceda
• Resumen

  • Las tecnologías de fabricación aditiva están ganando relevancia en los sectores de ingeniería y fabricación, utilizándose desde el desarrollo de prototipos hasta la fabricación de piezas funcionales y herramientas. La fabricación por extrusión de material, una técnica destacada en este campo, emplea un filamento termoplástico que se funde y deposita capa por capa mediante una boquilla controlada por un software de laminado. Aunque versátil, esta tecnología presenta limitaciones en la predicción del comportamiento mecánico de las piezas impresas. Para abordar este desafío, en esta tesis se propone una metodología para modelar y analizar de manera precisa las piezas impresas en 3D, optimizando los parámetros geométricos de impresión 3D. En primer lugar, se ha desarrollado una metodología de modelado basada en la geometría de la pieza impresa, cuya única fuente de datos es el G-code. A continuación, se ha comparado con otras técnicas de modelado existentes para obtener la mejor solución según la aplicación. Además, se ha diseñado una metodología de optimización utilizando un diseño de experimentos factorial, algoritmos genéticos y metamodelos Kriging. Estas metodologías se han validado mediante el análisis de dos casos prácticos: una probeta sometida a flexión y una estructura porosa (scaffold) para la regeneración de tejido óseo trabecular, con aplicación en la ingeniería tisular.