Diseño y análisis mecánico mediante método de elemento finito de una impresora 3D para el vaciado de concreto de bajo revenimiento mediante tornillo sinfín
Palabras clave:
concreto, bajo revenimiento, tornillo sinfín, máquina impresora, análisis mecánicoResumen
El concreto poroso ha emergido como una alternativa para la reducción de escurrimiento superficial y aumenta la permeabilidad de agua en aplicaciones de tecnología azul-verde. Sin embargo, este tipo de concreto se caracteriza por la ausencia de agregados finos, generando vacíos en su estructura, lo que permite el paso del agua, manteniendo las propiedades mecánicas adecuadas en el uso de tránsito ligero. Cabe destacar que el concreto poroso tiene revenimiento cero y carece de trabajabilidad, lo cual representa una problemática al ser vaciado con métodos tradicionales con bombas como el concreto convencional debido a que prácticamente no tiene fluidez, lo que lo convierte en un material de difícil manejo. La propuesta de esta investigación se centra en el diseño de una impresora de concreto con tres grados de libertad utilizando un tornillo sinfín y una artesa para transportar el concreto poroso. El diseño del elemento extrusor de una máquina impresora de concreto poroso fue validado mediante un software de método de elemento finito y a través de las ecuaciones de von Mises a flexión y complementadas con el análisis de mecánica de materiales. Las simulaciones permitieron determinar de las cargas, los esfuerzos, las deflexiones y el factor de seguridad del extrusor en la impresora. Los resultados del método de elemento finito son congruentes con los de mecánica de materiales, rango de esfuerzo de 0 a 24 MPa, deformación de 0.2 mm y factor de seguridad mayor a 1.
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