Influencia del Refuerzo con Fibra de Carbono en la Eficiencia de Recolección de Energía Piezoeléctrica en Vigas Delgadas Impresas en 3D
DOI:
https://doi.org/10.70567/mc.v42.ocsid8339Palabras clave:
impresión 3D, PLA, fibra de carbono, recolector de energíaResumen
Este trabajo analiza el efecto del refuerzo con fibra de carbono en estructuras piezoeléctricas impresas en 3D sobre la eficiencia de la recolección de energía. Se fabrican vigas tipo cantilever mediante impresión FDM (modelado por deposición fundida), utilizando filamentos de PLA puro y PLA con fibra de carbono, y se estudian distintas orientaciones de impresión (0° y 90°). Durante la extrusión, se incorporan fibras de carbono muy cortas y dispersas en el polímero. Se desarrolla un modelo matemático basado en la teoría de vigas de Euler-Bernoulli para predecir la respuesta dinámica del sistema y estimar la energía recolectada en condiciones resonantes. La caracterización experimental se realiza mediante ensayos de vibración forzada, midiendo la frecuencia de resonancia y la tensión generada por elementos piezoeléctricos adheridos. Se observa el incremento en la rigidez del prototipo cuando se utiliza la fibra de carbono impresa en dirección longitudinal. Los resultados experimentales permiten validar el enfoque propuesto, con miras al desarrollo de recolectores de energía más eficientes para sensores autónomos.
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