Efectividad de un mesomodelo con régimenes de daño difuso y discreto en la predicción del comportamiento mecánico de materiales compuestos laminados termoplásticos impresos en 3D.

Abstract

La manufactura aditiva (MA) ha experimentado un auge en años recientes debido a su potencial para la fabricación de componentes de geometría compleja, la alta replicabilidad de sus productos, entre otros. No obstante, algunos autores han demostrado que dada la naturaleza termomecánica de las técnicas de impresión, los elementos impresos presentan particularidades microestructurales que repercuten en el comportamiento mecánico del material. En esta investigación se estudia la efectividad de una adaptación del mesomodelo clásico de Ladevèze, con buenos resultados en materiales compuestos laminados termoplásticos, en la predicción del comportamiento mecánico de probetas de Onyx reforzado con fibra de vidrio e impresas por deposición de filamento fundido (FFF). Se implementa el modelo analítica y numérica-mente, se caracteriza el material a partir de ensayos experimentales, y se valida experimentalmente la respuesta mecánica predicha para distintas secuencias de apilamiento. El modelo describe exitosamente la respuesta mecánica de especímenes reforzados con distintas orientaciones de fibra, sin exceder un error de 6%, incluso en probetas de comportamiento elastoplástico con progresión de daño, y fuertemente no lineal.