Comportamiento a la fatiga de compuestos de PLA-madera fabricados por fabricación de filamento fundido

En este artículo, se analiza el comportamiento a la fatiga de un compuesto a base de ácido poliláctico reforzado con madera (registrado como Timberfill) procesado a través de pruebas de fatiga por flexión rotativa. Originalmente, este material se desarrolló con el objetivo de mejorar la resistencia del PLA aumentando la fricción interna entre los filamentos poliméricos. Este trabajo tiene como objetivo confirmar si la inclusión de madera proporciona las ventajas mecánicas esperadas desde un punto de vista funcional. También se evalúa el efecto de la madera en el comportamiento mecánico del material al comparar los resultados con observaciones experimentales similares en muestras de PLA no reforzado. En primer lugar, se determinan el conjunto óptimo de parámetros y niveles que resultan en el mayor número de ciclos hasta la falla, y se comparan con los encontrados para PLA, aplicando un arreglo experimental Taguchi L27. La altura de capa, el nivel de relleno y el diámetro de la boquilla demuestran ser los parámetros más influyentes en la vida a la fatiga. Durante una segunda fase, se probaron un conjunto de muestras fabricadas a través del mejor conjunto de parámetros a diferentes niveles de tensión para representar la curva S-N. Se observó vida infinita para las muestras cargadas con una tensión máxima de 17.9 MPa. Por lo tanto, este valor puede considerarse como un umbral inferior del límite de endurance para piezas cilíndricas de Timberfill sometidas a tensión por flexión cíclica. Las observaciones de MEV revelan que la madera tiene un efecto perjudicial sobre la matriz de PLA, ya que reduce la cohesión de los filamentos depositados e incrementa el comportamiento dúctil del material base.