Abstract

La aplicación de los plásticos reforzados con fibras naturales en la industria puede aumentar mediante el uso de tecnologías más rápidas y flexibles, como el corte por láser. La naturaleza anisotrópica y el grado de combustión de las fibras naturales en este tipo de compuestos hacen que el procesamiento con láser sea muy desafiante. Este estudio trata sobre el rendimiento de corte de un láser de CO2 a baja potencia, para cortar placas de compuestos poliméricos (matriz de resina poliéster y epoxi), reforzado con fibras naturales (abacá y cascarilla de arroz), de 3 mm de espesor promedio. Se empleó un diseño experimental DOE y un análisis de varianza Anova para determinar los parámetros significativos e influyentes en la calidad de corte y el efecto térmico en el material. Los parámetros de procesamiento fueron la potencia de corte, velocidad de corte y tipo de matriz termoestable. Los cortes con una zona mínima afectada por el calor, de aproximadamente 600 mm y un Ra mínimo de 3.18 μm, se lograron al trabajar con 76 W y 14 mm/s de potencia y velocidad de corte, respectivamente, en el material compuesto de matriz poliéster reforzado con fibra de arroz.

Highlights

  • The application of plastics reinforced with natural fibers in the industry can be increased using faster and more flexible technologies, such as laser cutting

  • Varios estudios se han centrado en la determinación de las condiciones de corte más idóneas para manufacturar los materiales poliméricos como: polietileno (PE), policarbonato (PC), polimetilmetacrilato (PMMA), cloruro de polivinilo (PVC), y los termoendurecibles como resinas epoxi y fenólicas (Lohr Rodríguez, 2011; Ramírez et al, 1998)

  • Choudhury y Shirley (2010), en su estudio sobre el corte láser en polímeros, demostraron que la combinación de diferentes polímeros y distintos parámetros del proceso de corte producen resultados muy diferentes entre cada uno de ellos; también se incluyó el grabado láser en envases poliméricos y materiales utilizados para los airbags integrados en vehículos

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Summary

Introducción

Actualmente el uso de materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras está en continuo crecimiento, debido a sus propiedades físico-mecánicas, como su alta resistencia y bajo peso (Yashas Gowda et al, 2018). Choudhury y Shirley (2010), en su estudio sobre el corte láser en polímeros, demostraron que la combinación de diferentes polímeros y distintos parámetros del proceso de corte producen resultados muy diferentes entre cada uno de ellos; también se incluyó el grabado láser en envases poliméricos y materiales utilizados para los airbags integrados en vehículos. El corte láser por gas CO2 es ampliamente utilizado para cortar materiales como polímeros, materiales opacos no metálicos como maderas, cuero y materiales compuestos de matriz polimérica reforzados con fibras naturales (Davim, Oliveira, Barricas y Conceição, 2008; Pou et al, 2001). El objetivo de estos estudios es analizar el efecto que tiene la variación de los parámetros de corte sobre la calidad superficial (rugosidad), así como también realizar un análisis térmico sobre la superficie de corte, para tener una idea de la distribución de temperaturas alrededor de la zona de corte, provocada por el haz de luz láser

Materiales compuestos
Experimentos de corte
Evaluación del corte láser
Evaluación de la temperatura superficial
Resultados
Discusión
Conclusiones y recomendaciones

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