Resistencia a impacto de baja velocidad de estructuras bioinspiradas de materiales compuestos reforzados con fibra continua desarrollados mediante fabricación aditiva
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Se plantea el desarrollo y caracterización mecánica de estructuras de materiales compuestos bioinspirados, basados en estructuras tipo Boulingand helicoidales, procesados mediante la tecnología de fabricación aditiva FFF. Estas estructuras se pueden encontrar, por ejemplo, en los caparazones de diversos crustáceos e insectos. Se ha observado que este tipo de estructuras mejora las propiedades mecánicas del material, en particular, su tenacidad y resistencia a impacto. La fabricación aditiva basada en FFF es una tecnología de fabricación aditiva de materiales de materiales poliméricos muy prometedora y una alternativa a técnicas convencionales, debido a su capacidad de desarrollar estructuras funcionales con geometrías complejas. En este trabajo, se han fabricado estructuras de materiales compuestos de matriz termoplástica reforzados con fibra continua de carbono. El objetivo principal ha sido la caracterización del comportamiento mecánico y, en particular, la tenacidad y resistencia a impacto de baja velocidad de estructuras de materiales compuestos bioinspirados helicoidales reforzadas con fibra continua, en función de la disposición del refuerzo en el espesor. Posteriormente se analiza el efecto de un posprocesado, mediante compresión en caliente, con el objetivo de reducir la porosidad inherente al método de fabricación. La caracterización mecánica se ha analizado mediante ensayos de tracción normalizados ASTM D3039 y ensayos de flexión de 3 puntos ASTM D790. Por otra parte, se han realizado ensayos de resistencia interlaminar ILSS normalizados ASTM D2344 con el objetivo de analizar el efecto de la porosidad, interacción matriz-fibra e interacción capa-capa de cada configuración en el comportamiento interlaminar. Por último, se ha estudiado la resistencia a impacto Charpy ASTM D6110 en función de las diferentes configuraciones helicoidales. Finalmente, se ha realizado el análisis de las superficies de rotura mediante microscopía SEM y microscopía.
