PROCESO DE FABRICACIÓN DE SUPERFICIES COMPLEJAS Y/O GRANDES DIMENSIONES EN MATERIALES COMPUESTOS A TRAVÉS DE LA IMPRESIÓN 3D

Abstract

El proyecto aborda la reducción de los costes en la fabricación de moldes para piezas de materiales compuestos mediante la fabricación aditiva. Los moldes de alta calidad suelen ser caros debido a la necesidad de un buen acabado superficial. El objetivo es desarrollar una metodología para obtener moldes de calidad a menor coste. Para ejemplificar, se diseña un retrovisor de vehículo con una geometría compleja. Se emplean dos métodos de moldeado: uno tradicional con bolsa de vacío y tecnología MJF, y otro con tecnología FDM y laminación por compresión. Se busca comparar ambos métodos y determinar cuál ofrece mejores resultados. Las etapas de pos-procesado varían según la tecnología de impresión. En la pieza impresa en MJF, se utiliza un gelcoat en formato spray para verificar su eficacia. En las piezas de FDM, se realiza un proceso de lijado y aplicación de gelcoat líquido. Los resultados muestran una geometría precisa, aunque con errores en la laminación que provocan defectos superficiales. El exceso de resina en la fibra de carbono dificultó el desmoldado y generó una distribución desigual. Además, se detectaron defectos por exceso de cera desmoldante, lo que llevó a una recomendación de aplicar cera en exceso y pulir posteriormente para evitar problemas de desmoldado. Como conclusión, se destaca la precisión geométrica obtenida con el método de doble molde, el buen acabado superficial y la facilidad de pos-procesado con la tecnología MJF y gelcoat líquido. Se sugiere investigar la combinación de estas características en futuros trabajos.

The project addresses cost reduction in the manufacture of molds for composite parts through additive manufacturing. High quality molds are usually expensive due to the need for a good surface finish. The objective is to develop a methodology to obtain quality molds at lower cost. To exemplify, a vehicle rear-view mirror with a complex geometry is designed. Two molding methods are used: a traditional one with vacuum bagging and MJF technology, and another one with FDM technology and compression lamination. The aim is to compare the two methods and determine which one provides better results. The post-processing steps vary according to the printing technology. In the MJF printed part, a spray gelcoat is used to verify its efficiency. In FDM parts, a sanding process and application of liquid gelcoat is performed. The results show accurate geometry, albeit with errors in lamination that cause surface defects. Excess resin in the carbon fiber made demolding difficult and generated an uneven distribution. In addition, defects due to excess wax release were detected, leading to a recommendation to overwax and polish afterwards to avoid release problems. In conclusion, the geometric accuracy obtained with the double mold method, the good surface finish and the ease of post-processing with MJF and liquid gelcoat technology are highlighted. It is suggested to investigate the combination of these characteristics in future works.