Estudio y optimización del diseño de soportes para la impresión de piezas con geometrías complejas en cerámicas técnicas, mediante estereolitografía

Abstract

[ES] La estereolitografía con materiales cerámicos es un tipo de fabricación aditiva que permite la creación de piezas cerámicas con geometrías complejas. Esto presenta un gran interés para diversas industrias como la biomédica, la aeroespacial, la electrónica o la automovilística. Sin embargo, a día de hoy, se trata de una tecnología que se encuentra en una fase relativamente temprana de su desarrollo. Es por este motivo por el que se están llevando a cabo diferentes estudios encaminados a mejorar y optimizar este proceso, así como a buscar el empleo de más materiales cerámicos. No obstante, no se han encontrado estudios encaminados al diseño de soportes y la optimización de los mismos para la fabricación de las piezas mediante esta tecnología. Por tanto, en este trabajo se diseñarán varios soportes para corregir los problemas más comunes que han ido apareciendo durante la fabricación de las piezas mediante SLA cerámica. Dentro de los soportes diseñados existen 2 tipos de soportes diferentes, los soportes con contacto y los soportes sin contacto. Los soportes con contacto se emplean principalmente para evitar la aparición del efecto curling en las piezas, el cual consiste en el levantamiento de las esquinas de la pieza. Como estos soportes están en contacto con la pieza, es necesario facilitar su eliminación posterior. Por otro lado, los soportes sin contacto con la pieza se emplean principalmente para evitar los desplazamientos de las capas de la pieza durante el proceso de impresión y para el soporte de voladizos de las mismas. Ambos tipos de soportes serán diseñados en este trabajo para solucionar estos problemas, además de buscar optimizar su diseño para consumir la menor cantidad de material posible

[EN] Ceramic stereolithography is a type of additive manufacturing that allows the printing of complex ceramic pieces. This characteristic arises a great interest in various fields like the biomedical, aerospace, electronical or automotive. However, nowadays, this technology is still in an early stage of development. Because of this, there has been a lot of studies with the objective of improving and optimizing this technology and for searching the implementation of more ceramic materials. Nevertheless, there have been not found many studies regarding the design and optimization of supports for ceramic SLA. For this reason, in this work, supports will be designed for correcting the common defects attached to ceramic SLA. Regarding these supports, there are 2 types of them, contact supports and contactless supports. On one hand, contact supports are used mainly for avoiding the curling effect in the printed pieces, which consist in the curling of the corners of the piece. Because this kind of supports are in direct contact with the part, they should be easy to remove. On the other hand, contactless supports are used mainly for avoiding the displacement of the layers during the part printing and for supporting their cantilevers. Both kind of supports are designed in this work for fixing these defects. Also, in this work, the design of these supports is going to be optimized to waste as little material as possible.