Evaluacion de la viabilidad de la impresión 3D como alternativa de producción de sistemas dieléctricos de enchufes mineros de media tensión clase 8kv

Abstract

El presente trabajo responde a la búsqueda de 3M de nuevas alternativas de fabricación para sus sistemas aislantes. En este contexto, se explora la viabilidad de utilizar la tecnología de impresión 3D como método alternativo para la producción de sistemas dieléctricos de enchufes mineros clase 8 kV. Los m´etodos tradicionales, como el mecanizado de poliamida 6, generan desperdicios de material, mientras que la impresión 3D elimina estas pérdidas y ofrece mayor flexibilidad en el diseño. El estudio analiza tres tecnologías de impresión 3D: Fused Deposition Modeling (FDM), Liquid Crystal Display (LCD) y Estereolitograf ıa (SLA), aplicando la normativa IEC, utilizada también en el data sheet del fabricante de la poliamida para medir sus características eléctricas, lo que permite un análisis comparativo más preciso. Se llevaron a cabo ensayos de resistividad volumétrica y superficial, rigidez dieléctrica, factor de disipación, permisividad relativa y resistencia al tracking. Los resultados mostraron que las propiedades eléctricas de los materiales están dentro del rango de los polímeros sintéticos, presentando similares propiedades dieléctricas que la poliamida, y que no existen diferencias significativas entre las tecnologías evaluadas. La tecnología LCD fue seleccionada por su rentabilidad y por una potencial menor probabilidad de generar vacuolas de aire en el aislante debido a que trabaja con resinas. La viabilidad del uso del aislante impreso con tecnología LCD en enchufes mineros fue evaluada siguiendo la norma IEEE 386, la misma utilizada por 3M. Para ello, se realizaron pruebas de descargas parciales, sobretensión en corriente alterna, impulso y resistencia térmica. Los resultados indican que el uso de técnicas de impresión 3D para la fabricación de sistemas aislantes en enchufes mineros de 8 kV es técnicamente viable, ofreciendo una alternativa prometedora que supera las limitaciones de los métodos convencionales y contribuye a la innovación en sistemas dieléctricos para la industria minera.