Repositorio
Institucional

Briones, Francisco

Effect of Printing Direction of 3D-Printed Nylon Under Abrasive Wear Conditions

MDPI

POLYMERS

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This study evaluates the effect of printing orientation on the wear resistance of 3D-printed nylon fabricated via Fused Deposition Modeling (FDM). We conducted abrasive wear resistance tests, thermal analysis, and microstructural characterization using scanning electron microscopy before and after wear testing. The results show that alternating printing directions lead to significantly higher wear. Under a normal load of 130 N, this configuration caused the exposure of up to four layers. At the same time, single-orientation prints exhibit lower material loss and better filament cohesion. DSC analysis reveals that all printed samples, regardless of wear exposure, display dual melting temperatures (Ts1 and Ts2) due to distinct crystalline phase formations. Abrasion decreases the secondary melting temperature (Ts2) and increases enthalpy by up to 144% compared to unprinted nylon, highlighting the thermal history on structural properties. These findings emphasize the critical role of printing configurations in optimizing the tribological performance of 3D-printed nylon for industrial applications.Este estudio evalúa el efecto de la orientación de impresión en la resistencia al desgaste del nailon impreso en 3D mediante modelado por deposición fundida (FDM). Se realizaron pruebas de resistencia al desgaste abrasivo, análisis térmico y caracterización microestructural mediante microscopía electrónica de barrido antes y después de las pruebas de desgaste. Los resultados muestran que la alternancia de direcciones de impresión produce un desgaste significativamente mayor. Bajo una carga normal de 130 N, esta configuración provocó la exposición de hasta cuatro capas. Al mismo tiempo, las impresiones con una sola orientación presentan menor pérdida de material y mejor cohesión del filamento. El análisis DSC revela que todas las muestras impresas, independientemente de la exposición al desgaste, presentan dos temperaturas de fusión (Ts1 y Ts2) debido a la formación de distintas fases cristalinas. La abrasión disminuye la temperatura de fusión secundaria (Ts2) y aumenta la entalpía hasta en un 144 % en comparación con el nailon sin imprimir, lo que pone de manifiesto la influencia del historial térmico en las propiedades estructurales. Estos hallazgos subrayan el papel fundamental de las configuraciones de impresión para optimizar el rendimiento tribológico del nailon impreso en 3D para aplicaciones industriales.

artículo original

printing orientation

nylon

abrasive wear

thermal modification

10.3390/polym17212812

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MECHANICAL-PROPERTIES

BEHAVIOR

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MECHANICAL-PROPERTIES

BEHAVIOR

Ingeniería de los Materiales

Polímeros

Ingeniería Mecánica

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WOS:001612638500001

Effect of Printing Direction of 3D-Printed Nylon Under Abrasive Wear Conditions

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POLYMERS

Polymer Science

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CC BY 4.0

Universidad Catlica de Valparaso

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