Nuevo filamento compuesto con fibra continua para impresión 3D FDM
Nuevo filamento compuesto con fibra continua para impresión 3D FDM
Un consorcio internacional formado por el Institute of Space Technology de Islamabad, la National University of Science and Technology y la Ajman University ha revolucionado el ámbito de la fabricación aditiva mediante el desarrollo de un procedimiento innovador para producir filamento compuesto de polímero reforzado con fibra continua, específicamente optimizado para tecnología de impresión 3D FDM 🚀.
Avances en las propiedades mecánicas
El sistema patentado integra fibras continuas de vidrio-E dentro de una matriz de PLA, asegurando una alineación precisa de las fibras y una encapsulación completa del polímero durante la extrusión. Esto genera un filamento con propiedades mecánicas excepcionalmente mejoradas que superan ampliamente las del PLA convencional.
Resultados de las pruebas realizadas:- Resistencia a la tracción promedio de 146,75 megapascales, frente a los 60 MPa del PLA puro
- Módulo de Young de 4,95 gigapascales, comparado con 3,68 GPa del material base
- Volumen de fibra del 2,8% en un filamento de diámetro estándar de 1,75 mm
Estas cifras representan mejoras sustanciales de aproximadamente 2,4 veces en resistencia y 1,35 veces en rigidez, acercándose notablemente a los valores predichos por los modelos teóricos.
Caracterización técnica y proceso de fabricación
Los análisis mediante microscopía electrónica y espectroscopía confirman una impregnación uniforme del polímero, un excelente recubrimiento de las fibras y una presencia mínima de vacíos en la estructura del material compuesto. La caracterización térmica adicional indica que este compuesto presenta un inicio de degradación a temperaturas más altas que el PLA convencional, sugiriendo una mayor estabilidad térmica general 🔥.
Equipamiento especializado requerido:- Unidades de bobinado para manejo preciso de fibras continuas
- Sistema de extrusión con control de temperatura avanzado
- Cámara térmica para tratamiento post-extrusión
- Carrete de arrastre con sincronización de velocidades
Aplicaciones industriales y perspectivas futuras
Este avance tecnológico abre nuevas posibilidades para la fabricación de componentes estructurales ligeros pero de alta resistencia en sectores demandantes como el aeroespacial, automoción e industrial, donde la combinación de reducción de peso y mantenimiento de propiedades mecánicas resulta crucial ⚙️. El principal desafío actual reside en adaptar las impresoras 3D domésticas para manejar este material compuesto sin comprometer la calidad de impresión o la integridad estructural durante el proceso de fabricación.