ABSTRACT The method of Fused Deposition Modelling (MDF) for polymers processing - usually called 3D printing - is one of the additive construction technologies with greatest impact in recent years. The irruption of low cost machines and the continuous improvement in quality and resistance of employed polymers, demand to estimate the life time and performance of printed parts. Hence, this work analyses the mechanical performance under bending efforts of polymers, typically used in additive construction. In particular, the bending elastic modulus is evaluated - through experiments designed "ad-hoc" - in Poly Lactic Acid (PLA), Nylon, and High Impact Polystyrene (HIPS) probes, as a function of tracing direction, orientation of printed parts, presence of dye additives in polymers, and printing speed. We found that all the studied variability factors significantly modify the bending elastic modulus. Analysis of filaments orientation in the three materials reveals that the MDF technique produces anisotropic pieces. The highest elastic modulus is achieved when all filament directions match the direction of main stresses. Besides, the dye additives have significant influence as well as the orientation of the printed parts. Besides, we verified that the elastic modulus decreases with increasing printing speed.

RESUMEN El procedimiento de Modelación por Deposición de Filamento (MDF) polimérico es una de las variantes de mayor repercusión en el conjunto de tecnologías de construcción aditiva, usualmente llamadas impresión 3D. La irrupción de máquinas de bajo costo y la continua mejora de la calidad y resistencia de los polímeros empleados, exige estimar la vida útil y performance de las piezas impresas. Por ello, este trabajo analiza el desempeño mecánico ante esfuerzos de flexión de polímeros que típicamente se emplean en la construcción aditiva. En particular se evalúa, a través de experimentos diseñados “ad-hoc” el módulo de elasticidad a flexión en probetas de Poli Ácido Láctico (PLA), Nylon y Poli-estireno de Alto Impacto (HIPS), en función de diversos factores de variabilidad, entre los que se cuentan la dirección de trazado en cada capa (ángulo de deposición), la orientación de impresión de la pieza, la presencia de aditivos colorantes en los polímeros y la velocidad de impresión. Se encontró que todos los factores de variabilidad estudiados, modifican significativamente el módulo de elasticidad a la flexión. Analizando la orientación de los filamentos en los tres materiales, se determinó que la técnica MDF produce piezas anisótropas. El mayor valor del módulo de elasticidad se logra cuando la dirección de todos los filamentos coincide con la dirección de los esfuerzos principales. A su vez la coloración de los materiales en crudo tiene influencia significativa como también la dirección en la que se elabora la impresión. También se comprobó que el módulo de elasticidad disminuye al aumentar la velocidad de impresión.

ABSTRACTNanotechnology is a multidisciplinary field that emerged in recent years due to the development of tools to "see", study and manipulate matter at atomic and molecular levels. Stilbene and some of its derivatives are organic molecules found in nature, which have chemical structures of interest in nano-fabrication of molecular machine building blocks (with prospective applications in nano-sensors, data storage and drug controlled release, among others). However, they have not been extensively explored as nanomaterials. This kind of systems is of interest in medicine, pharmacy and biotechnology.This work presents the first results obtained by studying stilbene isomers: cis- and trans-stilbene, liquid and solid at room temperature, respectively, to explore their properties on polycrystalline substrates of gold (Au/mica) and graphite (HOPG).We found that immobilization of trans-stilbene on a substrate can modify the crystallization process of the organic molecules, and the crystal morphology depends on the substrate. While trans-stilbene forms clusters that lead to pseudo-rhomboidal crystals on HOPG, dendritic structures with 90 º proyected branches are formed on equally prepared samples of Au/mica.Additionally, we found at nanometer scale that cis-stilbene forms clusters on HOPG as well, similarly to trans-stilbene. A gradual increase in the amount of cis-stilbene enlarges the clusters until they coalesce in an amorphous phase. In contrast, the molecule-substrate interactions of cis-stilbene on Au/mica are weaker than on HOPG and do not form crystal nuclei centers or stable nanostructures. Instead, increasing cis-stilbene molecular concentration on Au/mica leads to a sort of liquid film.

RESUMENLa nanotecnología es un área multidisciplinaria que ha tenido un gran auge en los últimos años, principalmente debido al desarrollo de instrumental que permite "ver", estudiar y manipular la materia a nivel atómico y molecular. El estilbeno y algunos de sus derivados son moléculas orgánicas de origen natural, que presentan una estructura química de interés en la fabricación de nanoestructuras y bloques constituyentes de máquinas moleculares (potencialmente aplicables en tecnología de nanosensores, almacenamiento de datos, liberación controlada de fármacos, entre otros). Sin embargo todavía no han sido ampliamente exploradas como nanomateriales. El interés en este tipo de sistemas reside en sus aplicaciones en medicina, farmacia y biotecnología.Este trabajo presenta los primeros resultados obtenidos al estudiar formas isoméricas de estilbeno: cis- y trans-estilbeno, líquido y sólido a temperatura ambiente, respectivamente, con el objetivo de explorar sus propiedades, al estar las mismas en contacto con superficies policristalinas de oro (Au/mica) y grafito (HOPG).Se encontró que la inmovilización de trans-estilbeno sobre una superficie puede modificar el proceso de cristalización de estas moléculas orgánicas, cuya morfología depende del sustrato. Mientras que el trans-estilbeno forma "clusters" que originan cristales de forma pseudo-romboide sobre HOPG, sobre la superficie de Au/mica forma estructuras dendríticas con ramificaciones en ángulos a 90 º.Por otra parte, se observó que el cis-estilbeno a escala nanométrica forma también "clusters" sobre HOPG, comportándose de manera similar al trans-estilbeno. Un paulatino incremento en la cantidad de cis-estilbeno conlleva al crecimiento de dichos "clusters" y a su coalescencia en una fase amorfa. Por el contrario, la interacción molécula-sustrato de cis-estilbeno sobre Au/mica es más lábil que sobre HOPG y ya no resulta posible observar centros de nucleación o nanoestructuras estables. Un aumento en la cantidad de cis-estilbeno sobre Au/mica resulta en una especie de película delgada líquida.