Estudio comparativo de las propiedades mecánicas de piezas fabricadas mediante impresión 3D MSLA y resina vertida

Abstract

Este trabajo aborda la falta de metodologías estandarizadas para la fabricación de piezas en resina en la Universidad del Valle de Guatemala. El objetivo principal fue comparar el desempeño mecánico de probetas fabricadas mediante impresión 3D MSLA y colada en moldes de silicona y establecer procesos documentados que sirvan como guía para futuras investigaciones. Se fabricaron probetas conforme a normas ISO y ASTM para los ensayos de tracción, exión, compresión y corte. La metodología abarcó la selección de materiales, la manufactura de cada proceso y la ejecución de los ensayos mecánicos. Posteriormente, se realizó la recolección de los datos experimentales, analizados cuantitativamente y complementados con un estudio cualitativo de los procesos de manufactura. Los resultados cuantitativos muestran que la impresión 3D MSLA obtuvo los mayores valores de resistencia: 48.47 MPa en tracción, 57.04 MPa en exión, 64.67 MPa en compresión y 13.15 MPa en corte. Por su parte, la resina vertida alcanzó 24.38 MPa en tracción, 28.71 MPa en compresión, 28.29 MPa en exión y 6.32 MPa en corte. Los coe cientes de variación revelaron que la MSLA presenta mayor variabilidad entre muestras, mientras que la resina vertida mostró mayor reproducibilidad y un comportamiento más dúctil, evidenciado por mayores deformaciones para esfuerzos iguales. El análisis cualitativo indicó que la tecnología MSLA destaca en precisión geométrica y preparación del proceso, mientras que la resina vertida sobresale en economía, simplicidad y uniformidad del material. Finalmente, se desarrolló una guía de manufactura para resina vertida y se documentaron procedimientos estandarizados para ambos métodos.

This work addresses the lack of standardized methodologies for resin casting processes at Universidad del Valle de Guatemala. The main objective was to compare the mechanical performance of specimens manufactured using MSLA 3D printing and silicone-mold resin casting, and to establish documented procedures that may serve as a guide for future research. Standardized specimens were fabricated following ISO and ASTM requirements for tensile, exural, compressive, and shear tests. The methodology encompassed material selection, the manufacturing procedures for each process, execution of mechanical tests, and experimental data collection. The results were then analyzed quantitatively and complemented with a qualitative assessment of the manufacturing processes. Quantitative results show that MSLA 3D printing achieved the highest mechanical strengths: 48.47 MPa in tension, 57.04 MPa in exion, 64.67 MPa in compression, and 13.15 MPa in shear. In contrast, resin casting reached 24.38 MPa in tension, 28.71 MPa in compression, 28.29 MPa in exion, and 6.32 MPa in shear. Coe cients of variation revealed that MSLA exhibits higher variability among samples, while resin casting demonstrated greater reproducibility and more ductile behavior, evidenced by larger deformations for equivalent stress levels. The qualitative analysis indicated that MSLA technology excels in geometric precision and process preparation, whereas resin casting stands out for its lower cost, simplicity, and material uniformity. Finally, a manufacturing guide for resin casting was developed, and standardized procedures for both processes were documented.