Palabras clave
Cómo citar
Resumen
Este estudio evaluó el efecto del polvo de caucho reciclado (PCR), la temperatura de extrusión y la velocidad de impresión en las propiedades de compuestos elastoméricos de poliuretano termoplástico (TPU) fabricados por impresión 3D con extrusión de gránulos. Se empleó un diseño factorial y se analizaron probetas con distintos porcentajes de PCR. El aumento de material reciclado redujo la resistencia a la tracción y la tenacidad al impacto, mientras la dureza Shore A aumentó ligeramente. El análisis térmico por DSC mostró una leve disminución en la temperatura y entalpía de fusión sin afectar la transición vítrea. Se identificaron como condiciones óptimas 220 °C, 30 mm/s y 10 % de PCR. La validación práctica, mediante la fabricación de una suela optimizada topológicamente, demostró alta fidelidad geométrica y viabilidad industrial, evidenciando el potencial de esta tecnología para aplicaciones sostenibles en calzado y dispositivos de absorción de impactos.
Citas
T. D. Ngo, A. Kashani, G. Imbalzano, K. T. Nguyen, and D. Hui, “Additive manufacturing (3D printing): A review of materials, methods, applications and challenges,” Composites Part B: Engineering, vol. 143, pp. 172–196, 2018.
A. Bayati, M. Bodaghi, and H. Asgari, “Direct pellet 3D printing of thermoplastic elastomers: Process optimization and mechanical performance,” Materials Today Communications, vol. 35, 2023.
Y. Liu, Y. He, and Z. Wu, “3D printing of elastomeric materials: A review on recent advances,” Polymer Testing, vol. 93, 2020.
J. J. Arzola, A. F. Delgado, and P. R. Méndez, “Influence of processing parameters on the 3D printing of thermoplastic polyurethane,” Journal of Manufacturing Processes, vol. 72, pp. 555–565, 2021.
ASTM International, “ASTM D638-14: Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics,” 2014.
M. D. Nguyen, J. J. Choi, and H. Park, “Rheological characterization of thermoplastic elastomers for additive manufacturing,” Journal of Rheology, vol. 62, pp. 509–520, 2018.
S. G. Kim, T. H. Kim, and K. Park, “Thermal and mechanical behavior of recycled rubber-filled composites processed via additive manufacturing,” Journal of Applied Polymer Science, vol. 137, no. 20, 2020.
ASTM International, “ASTM D2240-15: Standard Test Method for Rubber Property—Durometer Hardness,” 2015.
M. P. Bendsøe and O. Sigmund, Topology Optimization: Theory, Methods, and Applications, 2nd ed., Springer, 2004.
Altair Engineering, “Altair Inspire User Manual – Topology Optimization Module,” 2023.
A. R. Akbarzadeh and M. Bodaghi, “Topology-optimized lattice structures in additive manufacturing: A review,” Additive Manufacturing Letters, vol. 1, 2021.
L. Yang and B. D. Stucker, “Co-design of materials, process and structure in additive manufacturing,” Rapid Prototyping Journal, vol. 25, no. 2, pp. 298–310, 2019.
P. Mansilla Boyano, F. R. Díaz, and C. González, “Uso de caucho reciclado en impresión 3D por pellet: análisis técnico y ambiental,” Revista de Ingeniería de Materiales, vol. 12, no. 3, pp. 45–56, 2024.
A. Depeursinge, J. Keller, and M. Laurent, “Characterization of composite filaments with rubber waste for sustainable 3D printing,” Polymers, vol. 14, no. 9, 2022.
M. A. A. Mohd Radzuan, M. R. A. Kadir, and Z. Ahmad, “Effects of rubber particle content and interfacial adhesion on mechanical properties of recycled thermoplastic elastomer blends,” Polymer Testing, vol. 62, pp. 326–333, 2017.
