Fabricación aditiva de materiales compuestos poliméricos reforzados con fibras. Estudio de las propiedades mecánicas y geométricas

Resumen

La aparición de nuevas técnicas de procesado basadas en la fabricación aditiva, y en especial la técnica de deposición de filamento fundido (FFF: Fused Filament Fabrication), ha generado gran expectación en el ámbito de los materiales compuestos poliméricos de matriz termoplástica, debido a la capacidad de generar estructuras con geometrías complejas, gran flexibilidad en el diseño, reciclabilidad y ahorro económico en general. La posibilidad de utilizar esta técnica para la fabricación de materiales compuestos, donde un polímero termoplástico actúe como matriz, mientras que el refuerzo se realice mediante la adición de partículas o fibras, es de gran interés en la actualidad. Sin embargo, existe un limitado conocimiento del efecto de los parámetros de fabricación, tales como la dirección de fabricación, altura de capa o velocidad de deposición, en el comportamiento mecánico y geométrico de estructuras de material compuesto reforzado procesadas mediante FFF. Por lo tanto, el objetivo principal de esta tesis es analizar y mejorar el rendimiento mecánico y geométrico de estructuras de material compuesto polimérico reforzado desarrolladas mediante la técnica de fabricación aditiva FFF. Se han analizado dos grandes familias de refuerzos: nanopartículas/fibra corta y fibra continua. El fin último de esta tesis ha sido sentar las bases para el desarrollo futuro de estructuras funcionales optimizadas y con un alto grado de integración, con el consiguiente ahorro económico y medioambiental.