Estudio experimental sobre el corte con láser de CO2 a baja potencia del compuesto de plástico reforzado con fibras naturales
DOI:
https://doi.org/10.29019/enfoqueute.v11n3.572Palabras clave:
Corte láser; compuesto; fibras naturales, Superficie de Respuesta; rugosidad superficial; afectación térmicaResumen
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.
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Altin Karataş, M., & Gökkaya, H. (2018). A review on machinability of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) and glass fiber reinforced polymer (GFRP) composite materials. Defence Technology, 14(4), 318-326. doi:https://doi.org/10.1016/j.dt.2018.02.001
Çengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2011). Transferencia de calor y masa. Fundamentos y.
Choudhury, I., & Shirley, S. (2010). Laser cutting of polymeric materials: an experimental investigation. Optics & Laser Technology, 42(3), 503-508. doi:https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2009.09.006
Choudhury, I. A., & Chuan, P. C. (2013). Experimental evaluation of laser cut quality of glass fibre reinforced plastic composite. Optics and Lasers in Engineering, 51(10), 1125-1132. doi:https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2013.04.017
Davim, J. P., Barricas, N., Conceicao, M., & Oliveira, C. (2008). Some experimental studies on CO2 laser cutting quality of polymeric materials. Journal of materials processing technology, 198(1-3), 99-104. doi:https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.06.056
Davim, J. P., Oliveira, C., Barricas, N., & Conceição, M. (2008). Evaluation of cutting quality of PMMA using CO2 lasers. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 35(9), 875-879. doi:10.1007/s00170-006-0766-1
Dewil, R., Vansteenwegen, P., & Cattrysse, D. (2016). A review of cutting path algorithms for laser cutters. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 87(5-8), 1865-1884. doi:https://doi.org/10.1007/s00170-016-8609-1
ISO, E. 4288. 1996. Geometrical product specifications (GPS). Surface texture. Profile method. Rules and procedures for the assessment of surface texture. International Organization for Standardization, Geneva.
ISO Standard. 5436-1: 2000-03 (E), Geometrical Product Specifications (GPS)-Surface texture: Profile method. Measurement standards-Part, 1.
ISO UNE, E. 1302: 2002 Especificación geométrica de productos (GPS). Indicación de la calidad superficial en la documentación técnica de productos.(ISO 1302: 2002).
Kurt, M., Kaynak, Y., Bagci, E., Demirer, H., & Kurt, M. J. T. I. J. o. A. M. T. (2009). Dimensional analyses and surface quality of the laser cutting process for engineering plastics. 41(3-4), 259-267.
Lamikiz, A., de Lacalle, L. L., Sanchez, J., Del Pozo, D., Etayo, J., & Lopez, J. (2005). CO2 laser cutting of advanced high strength steels (AHSS). Applied Surface Science, 242(3-4), 362-368. doi:https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2004.08.039
Lohr Rodríguez, C. (2011). Mejoramiento de la calidad del borde cortado en PMMA por láser de CO2.
Patel, P., Sheth, S., & Patel, T. (2016). Experimental Analysis and ANN Modelling of HAZ in Laser Cutting of Glass Fibre Reinforced Plastic Composites. Procedia Technology, 23, 406-413. doi:https://doi.org/10.1016/j.protcy.2016.03.044
Peças, P., Carvalho, H., Salman, H., & Leite, M. (2018). Natural Fibre Composites and Their Applications: A Review. Journal of Composites Science, 2(4), 66. doi:https://doi.org/10.3390/jcs2040066
Perez, C., Paredes, J., Lalaleo, E., Arroba, C., & Nuñez, D. (2018). ANÁLISIS NUMÉRICO/EXPERIMENTAL DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL COMPUESTO DE MATRIZ POLIÉSTER REFORZADO CON CASCARILLA DE ARROZ. Ciencia, 19(4).
Pou, J., Boutinguiza, M., Quintero, F., Lusquinos, F., Soto, R., & Pérez-Amor, M. (2001). Comparative study of the cutting of car interior trim panels reinforced by natural fibers. Journal of Laser Applications, 13(3), 90-95. doi:https://doi.org/10.2351/1.1373436
Powell, J. (1993). CO2 laser cutting (Vol. 214): Springer.
Radovanovic, M., & Madic, M. (2011). Experimental investigations of CO2 laser cut quality: a review. Nonconventional Technologies Review, 4, 35-42.
Ramírez, A., Pascual, J., Lasema, J., Moya, M., Zapatero, J., & Fernández, T. (1998). Efecto de las condiciones de corte de un láser de Nd: YAG sobre la estructura y microcomposición de la superficie de aceros inoxidables. Revista de metalurgia, 34(2), 220-226.
Riveiro, A., Quintero, F., Lusquiños, F., Del Val, J., Comesaña, R., Boutinguiza, M., & Pou, J. (2012). Experimental study on the CO2 laser cutting of carbon fiber reinforced plastic composite. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 43(8), 1400-1409. doi:https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2012.02.012
Riveiro, A., Quintero, F., Lusquiños, F., del Val, J., Comesaña, R., Boutinguiza, M., & Pou, J. (2017). Laser cutting of Carbon Fiber Composite materials. Procedia Manufacturing, 13, 388-395. doi:https://doi.org/10.1016/j.promfg.2017.09.026
Yashas Gowda, T., Sanjay, M., Subrahmanya Bhat, K., Madhu, P., Senthamaraikannan, P., & Yogesha, B. (2018). Polymer matrix-natural fiber composites: An overview. Cogent Engineering, 5(1), 1446667.
Zaeh, M. F., Byrne, G., & Stock, J. W. (2017). Peak stress reduction in the laser contouring of CFRP. CIRP Annals, 66(1), 249-252. doi:https://doi.org/10.1016/j.cirp.2017.04.126
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