Caracterización de la resistencia a agentes químicos abrasivos de probetas de material composite TPE y TPU producidas mediante fabricación aditiva

Abstract

En este trabajo se ha estudiado la exposición a gasolina 98 como abrasivo químico sobre piezas fabricadas en TPE y TPU mediante fabricación aditiva a fin de establecer los efectos de este producto sobre las principales propiedades mecánicas de ambos materiales ante distintos periodos de exposición. El propósito de este estudio es analizar la viabilidad de estos materiales en la industria, concretamente, en el desarrollo de componentes automovilísticos destinados a operar con dicho fluido. Originalmente, estos materiales presentan buena resistencia frente abrasivos químicos, combustibles y aceites, no obstante, debe comprobarse que estas propiedades se conservan tras el proceso de fabricación. Para garantizar que los resultados obtenidos resultan extrapolables a las diferentes condiciones de fabricación posibles mediante la tecnología de deposición de hilo fundido (FDM) se analiza el comportamiento en cuatro condiciones de relleno distintas (5%, 20%, 50% y 80%). En cada uno de los casos se estudia los efectos del agente químico empleado sobre la dureza, masa y comportamiento a flexión y tracción de ambos materiales en exposiciones a corto y medio plazo. Los resultados obtenidos muestran mejores propiedades mecánicas, mayor dureza, resistencia flexión y tracción y una menor deformabilidad del TPU con respecto al TPE. Así mismo, para las distintas condiciones de envejecimiento se observa un comportamiento similar en ambos materiales. A corto plazo, la gasolina produce una pérdida de las propiedades mecánicas que resulta más notable cuanto menor es el relleno de las probetas ensayadas de ambos polímeros. En periodos de exposición mas prolongados se observa una recuperación parcial de dichas propiedades, alcanzándose para algunos casos valores muy próximos a los obtenidos en condiciones estándar.

In this project the exposure to petrol 98 as a chemical abrasive on parts manufactured in TPE and TPU by additive manufacturing has been studied to establish the effects of this product on the main mechanical properties of both materials according to different immersion periods. The purpose of this study is to analyze the viability of these materials in the industry, specifically, in the development of automotive components intended to operate with this fluid. Originally, these materials have good resistance against chemical abrasives, fuels and oils, however, it must be verified that these properties are preserved after the manufacturing process. To ensure that the results obtained can be extrapolated to the different possible manufacturing conditions by means of fused deposition modelling technology (FDM), the behavior is analyzed in four different infill conditions (5%, 20%, 50% and 80%). In each of the cases, the effects of the chemical agent used on the hardness, mass and bending and traction behavior of both materials in short- and medium-term exposures are studied. The results obtained show better mechanical properties, higher hardness, bending and tensile strength and a lower deformability of the TPU compared to TPE. Likewise, for the different aging conditions a similar behavior is observed in both materials. In the short term, petrol produces a loss of mechanical properties that is more noticeable when the infill of the tested specimens of both polymers is lower. In longer periods of exposure, a partial recovery of these properties is observed, reaching for some cases values very close to those obtained under standard conditions.