Evaluación Del Comportamiento Mecánico De Empalmes Japoneses Utilizados En Carpintería Aplicados A Impresión 3D Por Fdm

dc.contributor.advisorGarcía Barbosa, Jorge Andrés
dc.contributor.advisorLópez Vaca, Oscar Rodrigo
dc.contributor.authorGarcia Toro, Dylan Stiven
dc.contributor.authorVargas Murillo, Ricardo
dc.contributor.corporatenameUniversidad Santo Tomásspa
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000473600
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000531359
dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001689017
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.com/citations?user=km7wEwIAAAAJ&hl=es&oi=ao
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7020-4688
dc.date.accessioned2025-01-30T17:08:40Z
dc.date.available2025-01-30T17:08:40Z
dc.date.issued2024
dc.descriptionLa impresión 3D ha revolucionado los procesos de fabricación, pero las limitaciones en el tamaño de las piezas impresas en 3D han impulsado la búsqueda de soluciones eficientes para el ensamble de componentes de gran tamaño. En este contexto, se ha explorado la adaptación de los empalmes tradicionales japoneses a la tecnología de impresión 3D mediante el proceso por deposición fundida (FDM), con el objetivo de desarrollar uniones resistentes y fiables que permitan superar las limitaciones actuales. A través de simulaciones computacionales en ANSYS, se evaluaron tres tipos de empalmes (Dovetail, Notched y Scarf) sometidos a carga de flexión, siguiendo la norma ISO-178. Los resultados revelaron que el empalme Notched presentó una mejor distribución de tensiones, el Scarf mostró una mayor uniformidad, aunque con desplazamientos considerables y el Dovetail se observaron altas concentraciones de esfuerzos. Basándose en estos hallazgos, se diseñó un nuevo empalme combinado que integra las ventajas de los diseños anteriores, logrando una distribución de esfuerzos más eficiente y reduciendo los desplazamientos. Este estudio demuestra el potencial de los empalmes japoneses adaptados a la impresión 3D como una solución viable para el ensamble de piezas de gran tamaño, ofreciendo una alternativa robusta y eficiente para la manufactura aditiva.spa
dc.description.abstract3D printing has revolutionized manufacturing processes, but limitations in the size of 3D printed parts have prompted the search for efficient solutions for the assembly of large components. In this context, the adaptation of traditional Japanese joints to 3D printing technology using the fused deposition molding (FDM) process has been explored, with the aim of developing strong and reliable joints to overcome the current limitations. Through computational simulations in ANSYS, three types of joints (Dovetail, Notched and Scarf) were evaluated under bending load, following the ISO-178 standard. The results revealed that the Notched joint presented a better stress distribution, the Scarf showed greater uniformity, although with considerable displacements, and the Dovetail showed high stress concentrations. Based on these findings, a new combined splice was designed that integrates the advantages of the previous designs, achieving a more efficient stress distribution and reducing displacements. This study demonstrates the potential of Japanese splices adapted to 3D printing as a viable solution for the assembly of large parts, offering a robust and efficient alternative for additive manufacturing.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero Mecánicospa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.citationGarcia Toro, D. S. y Vargas Murillo, R. (2024). Evaluación Del Comportamiento Mecánico De Empalmes Japoneses Utilizados En Carpintería Aplicados A Impresión 3D Por FDM. [Trabajo de Grado, Universidad Santo Tomas]. Repositorio Institucional.spa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional Universidad Santo Tomásspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.usta.edu.cospa
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11634/59607
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Santo Tomásspa
dc.publisher.branchCRAI-USTA Bogotáspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeniería Mecánicaspa
dc.publisher.programPregrado Ingeniería Mecánicaspa
dc.relation.referencesI. Gibson, D. Rosen, y B. Stucker, Additive Manufacturing Technologies: 3D Printing, Rapid Prototyping, and Direct Digital Manufacturing. New York, NY: Springer New York, 2015. doi: 10.1007/978-1-4939-2113-3.spa
dc.relation.referencesF. Auricchio y S. Marconi, «3D printing: clinical applications in orthopaedics and traumatology», EFORT Open Rev., vol. 1, n. 5, pp. 121-127, may 2016, doi: 10.1302/2058-5241.1.000012.spa
dc.relation.referencesB. Blakey-Milner et al., «Metal additive manufacturing in aerospace: A review», Mater. Des., vol. 209, p. 110008, nov. 2021, doi: 10.1016/j.matdes.2021.110008.spa
dc.relation.referencesA. Katsumaru y R. Ozawa, «Design of 3D-printed assembly mechanisms based on special wooden joinery techniques and its application to a robotic hand», en 2020 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Paris, France: IEEE, may 2020, pp. 9981-9987. doi: 10.1109/ICRA40945.2020.9197475.spa
dc.relation.referencesI Morosavljevic, D. Kozak, J. Morosavljevic, y I. Opacak, «Numerical and experimental analysis of the application of traditional woodworking joinery on 3D printed parts», presentado en Proceedings of the 10th internatinal scientific and expert conference team 2022, Croatia, 22 2022.spa
dc.relation.referencesP. Kłosowski, I. Lubowiecka, A. Pestka, y K. Szepietowska, «Historical carpentry corner log joints—Numerical analysis within stochastic framework», Eng. Struct., vol. 176, pp. 64-73, dic. 2018, doi: 10.1016/j.engstruct.2018.08.095.spa
dc.relation.referencesA. Karolak y J. Jasieńko, «Experimental research on tensile dovetail joint between rafter and collar beam», Eng. Struct., vol. 307, p. 117854, may 2024, doi: 10.1016/j.engstruct.2024.117854.spa
dc.relation.referencesK. Zarbane y Z. Beidouri, Eds., Proceedings of CASICAM 2022. en Springer Tracts in Additive Manufacturing. Cham: Springer Nature Switzerland, 2023. doi: 10.1007/9783-031-32927-2.spa
dc.relation.referencesR. G. Budynas, K. J. Nisbett, J. K. Nisbett, y J. E. Shigley, Shigley’s mechanical engineering design, 10. ed. in SI units. en Mcgraw-Hill series in mechanical engineering. New York, NY: McGraw-Hill Education, 2015.spa
dc.relation.referencesISO-178-2019 Plastics- Determination of flexural properties, Switzerland., abril de 2019.spa
dc.relation.referencesE. Serna M., Desarrollo e Innovación en Ingeniería (ed. 4). Zenodo, 2019. doi: 10.5281/ZENODO.3387679.spa
dc.relation.referencesB. J. U. R. César Augusto Villamizar Sierra, «Análisis de las Propiedades Mecánicas en Piezas de PLA Fabricadas por Manufactura Aditiva con Fibras Orgánicas de Refuerzo», Universidad Industrial de Santander, Bucaramanga, Colombia, 2022.spa
dc.relation.references«2.1.1. Lattice». Accedido: 12 de diciembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://ansyshelp.ansys.com/public///////Views/Secured/corp/v242/en/acp_md/acp_md_ create_lattice.htmlspa
dc.relation.references«3.1.3. Lattice Optimization Shape Processing». Accedido: 12 de diciembre de 2024. [En línea]. Disponible en: ttps://ansyshelp.ansys.com/public//Views/Secured/corp/v242/en/mech_struct_opt/ds_t opo_shape_process_lattice.htmlspa
dc.relation.references«3.2.4. Lattice Optimization Analysis». Accedido: 12 de diciembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://ansyshelp.ansys.com/public//Views/Secured/corp/v242/en/mech_struct_opt/ds_t opo_opt_lattice.htmlspa
dc.relation.referencesS. Farah, D. G. Anderson, y R. Langer, «Physical and mechanical properties of PLA, and their functions in widespread applications — A comprehensive review», Adv. Drug Deliv. Rev., vol. 107, pp. 367-392, dic. 2016, doi: 10.1016/j.addr.2016.06.012.spa
dc.relation.references«16.2.2. Steps, Substeps, and Equilibrium Iterations». Accedido: 8 de diciembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://ansyshelp.ansys.com/public//Views/Secured/corp/v242/en/wb_sim/ds_Steps_Su bsteps_Eq.htmlspa
dc.relation.references«16.1.1. Step Controls for Static and Transient Analyses». Accedido: 8 de diciembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://ansyshelp.ansys.com/public//Views/Secured/corp/v242/en/wb_sim/ds_Step_Con trols.htmlspa
dc.relation.references«18.10. Using Adaptive Convergence». Accedido: 7 de diciembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://ansyshelp.ansys.com/public//Views/Secured/corp/v242/en/wb_sim/ds_Converge nce.htmlspa
dc.relation.references«Guidelines for Mesh Convergence in Ansys Mechanical | Ansys Courses». Accedido: 7 de diciembre de 2024. [En línea]. Disponible en: https://innovationspace.ansys.com/courses/courses/topics-in-meshing-for-structuralanalysis/lessons/guidelines-for-mesh-convergence-in-ansys-mechanical/spa
dc.relation.referencesN. Stoimenov, M. Kandeva, M. Zagorski, y P. Panev, «Static and Kinetic Friction of 3D Printed Polymers and Composites», Tribol. Ind., vol. 46, n. o 1, pp. 97-106, mar. 2024, doi: 10.24874/ti.1546.08.23.10.spa
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia
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dc.subject.keywordJointsspa
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