Oct 04, 2020
Olimpiadas de Fabricación Avanzada 2020 - Desafío TDP
RETO TÉCNICO
La Fuerza Aérea de EE. UU. busca constantemente tecnología de mejor rendimiento, más rentable y más confiable para producir las piezas que necesitan las unidades de campo. Desde el prototipo hasta las piezas de uso final, la fabricación aditiva ha avanzado tanto en calidad como en velocidad de producción. Este desafío fue parte de las primeras Olimpiadas anuales de Fabricación Avanzada (AMO)
META
El objetivo de este desafío es que los participantes recreen con precisión una pieza impresa en 3D a partir de un paquete de datos técnicos existente utilizando técnicas innovadoras, al mismo tiempo que demuestran precisión, habilidad e integridad.
VÍDEO DE APLICACIÓN
PRODUCTOS Y MATERIALES UTILIZADOS
Máquina: Impresora 3D industrial FDM/FFF InnovatiQ x400 modificada
Actualizaciones de la impresora: Boquilla endurecida, rueda motriz del extrusor endurecido, Drybox 3DChimera , cinta de construcción PET , adhesivo de placa Dimafix .
Material: Filamento Zytel® de nailon reforzado con fibra de vidrio Dupont™
Programa de corte: Simplify3D
Programa de diseño: SolidWorks 2017
Postprocesamiento: Desbarbe las esquinas afiladas y ensamble con epoxi de 2 partes Devcon Two Ton
HORA DE IMPRIMIR
- El tiempo de impresión fue de 22 horas y 25 minutos.
- Se requirieron 206 gramos de material.
PRUEBAS INTERNAS
Esta parte fue sometida a dos estilos de pruebas. Una prueba de retención de presión y una prueba de fuerza vertical. Los accesorios para cada uno se fabricaron internamente con materiales disponibles localmente. La prueba de retención de presión requirió un compresor de aire, un regulador de aire, dos manómetros, un tapón de goma y la pieza sujeta en línea entre los puntos de medición. La pieza se sumergió bajo el agua y luego se presurizó para examinar puntos de fuga específicos.
La prueba de fuerza vertical requirió un polipasto de cadena equipado con una báscula de grúa, correas de elevación y diversos elementos de unión, una plataforma y pesas en forma de bloques de cemento. La pieza se instala entre el palet y la báscula de la grúa para medir la fuerza máxima sobre ella. El polipasto de cadena se utilizó para levantar el peso del suelo, aumentando lentamente el peso hasta la rotura.
NOTAS INTERESANTES
Las pruebas rápidas de los anillos de elevación encontrados en la pieza determinaron que la orientación de la impresión afectó drásticamente la resistencia de la pieza. Cuando se imprimieron horizontalmente, los anillos eran en promedio 5 veces más fuertes que sus muestras de comparación impresas verticalmente.
RESULTADOS
Cuando se imprimiera verticalmente, la pieza se rompería en los anillos de elevación a 190 libras. Esto era mucho más bajo de lo que queríamos llegar al requisito de prueba de 200 libras y por debajo de él. Decidimos que cambiar la orientación de impresión de los anillos generaría un aumento de rendimiento mucho mayor que ajustar aún más la configuración para intentar que la orientación vertical funcionara. Al imprimir los anillos horizontalmente y luego pegarlos en forma de cola de milano, no pudimos romper la pieza con la carga repetida de 19 bloques de cemento (~600 libras). Nuestra innovación es que cambiamos el diseño para aprovechar el proceso de fabricación aditiva.
