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Título : Estudio del proceso de corte láser de CO2 del material compuesto de matriz polimérica reforzada con cascarilla de arroz
Autor : Pérez Salinas, Cristian Fabián
Tonato Tonato, Juan Carlos
Palabras clave : CORTE LÁSER
MATRIZ POLIMÉRICA
CASCARILLA DE ARROZ
DISEÑO EXPERIMENTAL
MATERIAL COMPUESTO
SOFTWARE ESTADÍSTICO
MATRIZ EPÓXICA
Fecha de publicación : 2019
Editorial : Universidad Técnica de Ambato. Facultad de Ingeniería Civil y Mecánica, Carrera de Ingeniería Mecánica
Resumen : The CO2 laser cutting process, being widely used in the industrial field due to its excellent precision, accuracy and rapid processing to make the cut, was investigated in two polymeric compounds based on natural fibers (polyester matrix and epoxy matrix reinforced with rice husk), in order to evaluate the influence of the independent input variables (power and cutting speed) on the quality of laser cutting and additionally flammability tests were carried out for possible applications. The characteristics of the surface finish evaluated were the roughness of the cut surface and the thermal effect (surface temperature of the edge adjacent to the cut) that were made in the process. Twenty-six series of experimental tests were executed for each composite material, based on the central design composed by the response surface methodology (MSR). First-order response models were presented for surface temperatures and a second-order model for the roughness (Ra) of the surface manufactured by laser, and the adequacy of the models was verified through the analysis of variances (ANOVA). From the analysis, it was determined that in the polyester matrix composite material, better surface quality (lower roughness) and lower surface temperatures are presented in comparison with the epoxy matrix compound. Regarding the combustion rates that result from the flammability tests of both the polyester matrix compound (8.27 mm / min) and epoxy matrix (15.85 mm / min) it was determined that they are within the acceptable permissible range ( ≤100 mm / min and ≤250 mm / min) that must comply with the flammability of the materials inside the road vehicles.
Descripción : El proceso de corte por láser de CO2 al ser ampliamente empleando en el campo industrial por su excelente precisión, exactitud y a su rápido procesamiento para efectuar el corte, se investigó en dos compuestos poliméricos a base de fibras naturales (matriz poliéster y matriz epóxica reforzados con cascarilla de arroz), con la finalidad de evaluar la influencia de las variables independientes de entrada (potencia y velocidad de corte) en la calidad de corte por láser y adicionalmente se efectuaron ensayos de inflamabilidad para posibles aplicaciones. Las características del acabado superficial evaluadas fueron la rugosidad de la superficie cortada y el efecto térmico (temperatura superficial del borde adyacente al corte) que se efectuaron en el proceso. Se ejecutaron 26 series de pruebas experimentales para cada material compuesto, en base al diseño central compuesto mediante la metodología de superficie de respuesta (MSR). Se presentaron modelos de respuesta de primer orden para las temperaturas superficiales y un modelo de segundo orden para la rugosidad (Ra) de la superficie manufacturada por láser, y se comprobó la adecuación de los modelos mediante el análisis de varianzas (ANOVA). A partir del análisis se determinó que en el material compuesto de matriz poliéster se presenta mejor calidad superficial (menor rugosidad) y menores temperaturas superficiales en comparación con el compuesto de matriz epóxica. En cuanto a las tasas de combustión que resultan de los ensayos de inflamabilidad tanto del compuesto de matriz poliéster (8,27 mm/min) y matriz epóxica (15,85 mm/min) se determinó que se encuentran dentro del rango permisible aceptable (≤100 mm/min y ≤250 mm/min) que debe cumplir la inflamabilidad de los materiales en el interior de los vehículos de carretera.
URI : http://repositorio.uta.edu.ec/jspui/handle/123456789/29769
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