Efecto de sección de vigas en la auxeticidad de estructuras fabricadas por mSLA
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Resumen
En los últimos años las estructuras auxéticas, caracterizadas por su coeficiente de Poisson negativo, se han convertido en un gran atractivo por sus buenas respuestas a esfuerzos a compresión y de impacto. Su habilidad de para absorber estas energías ha dado lugar a múltiples investigaciones tanto para desarrollar nuevas geometrías como para optimizar las ya existentes. No obstante, el comportamiento mecánico de estas estructuras está ligado al material con el que fueron fabricadas, destacando hasta el momento los polímeros flexibles que permitan la recuperación de la forma inicial. En este trabajo, proponemos una nueva estructura 3D fabricada con una resina rígida usando la técnica de mSLA y que, debido a sus elementos geométricos, permite la recuperación tras los esfuerzos mecánicos. La llamada estructura “S-shaped” se sometió a ensayos de compresión para evaluar el cambio de respuesta mecánica (rigidez), de simetrías y de auxeticidad (coeficiente de Poisson negativo) en función de la anchura de los pilares (1, 2 y 3 mm). Adicionalmente, los ensayos estuvieron instrumentados con correlación de imágenes digitales (DIC). Los resultados de los experimentos demostraron que estas nuevas estructuras son capaces de soportar fuerzas de entre 460 y 1250 veces su peso para fracciones volumétricas de 1.2 a 9.7 %. Además, las contribuciones del material rígido se suprimen para los casos con menor anchura de viga, que se explica con los mecanismos de deformación asociados a movimientos de sólido rígido. Por último, el comportamiento auxético de las estructuras “S-shaped” no se ve apenas afectado en función de la sección de la vida, con valores de coeficiente de Poisson en torno a -0.2. Este trabajo demuestra que las nuevas estructuras presentadas son una opción excelente para aplicaciones donde la ligereza sea una necesidad sin comprometer buen comportamiento mecánico, así como para abrir nuevos caminos a investigaciones con distintos materiales u optimizaciones.
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