Banca de DEFESA: ALEXANDRE ARARIPE CAVALCANTE

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : ALEXANDRE ARARIPE CAVALCANTE
DATA : 16/09/2022
HORA: 08:30
LOCAL: Instituto de Física
TÍTULO:

 

Relação de compromisso entre parâmetros de impressão 3D e a resistência mecânica anisotrópica de peças impressas em PLA.

PALAVRAS-CHAVES:

Impressão 3D, PLA, ensaio de tração, propriedades mecânicas.

PÁGINAS: 120
RESUMO:

A Fabricação por Filamento Fundido (FFF – Fused Filament Fabrication), mais conhecida por FDM© (Fused Deposition Manufacturing) é um processo de manufatura aditiva (AM) pelo qual um objeto físico pode ser criado, a partir de um modelo em 3D gerado no computador, através da deposição camada a camada de filamentos plástico semiderretidos. Por ser um processo eficiente, durável e de baixo custo, permitindo a prototipagem rápida de modelos e reduzindo a relação de custo e tempo de projeto, vem sendo largamente usada na indústria para protótipos funcionais e baixos volumes de produção, sendo que, desde a queda das patentes originais dos processos de FDM, um grande número de impressoras 3D tem surgido no mercado de consumo, tornando essa tecnologia de fácil acesso e cada vez mais popular. Entretanto, as peças produzidas pelo processo de FDM possuem características diferentes das peças produzidas por métodos tradicionais como a injeção de plástico, especialmente no que tange a propriedades mecânicas relacionadas a tensões (tração, compressão, torção e cisalhamento) devido à natureza anisotrópica do processo de deposição. Por isso, torna-se importante identificar e caracterizar as propriedades do processo que tem maior influência nas propriedades mecânica das peças fabricadas for FDM. Muitos trabalhos têm sido realizados no sentido de determinar a influência entre os parâmetros do processo de FDM e as características mecânicas de peças produzidas por essa tecnologia, mas a grande maioria deles analisam a resistência longitudinal causada pelo sentido e orientação de deposição dos fios semiderretidos. Os poucos trabalhos que abordam a anisotropia transversal geralmente o fazem simulando essa anisotropia com espécimes impressos na horizontal e contemplam testes usando ABS, um plástico de uso muito comum pela indústria. De uns poucos anos para cá, um novo plástico, o PLA, começou a se expandir como material usado nas impressoras 3D, especialmente as impressoras de uso não industrial, por ser biodegradável e possuir outras características que o tornam mais popular. Este trabalho estudou as relações entre as propriedades de deposição (como preenchimento, altura da camada, temperatura) com a resistência mecânica para cargas de tração no sentido longitudinal de impressão das peças impressas, determinando a contribuição desses parâmetros e propondo um modelo matemático para prever a resistência baseada na geometria de uma peça, permitindo a inclusão de parâmetros de impressão na modelagem da mesma. Os ensaios de tração foram realizados em uma máquina de teste construída especialmente para essa pesquisa. Para determinar os ensaios experimentais usamos a metodologia DOE fatorial (Design of Experiment) para minimizar a quantidade de experimentos. Usando a análise de variância (ANOVA) e o método Taguchi de análise dos resultados, identificamos a Área de Contato entre as espiras como o parâmetro mais relevante na resistência à tração no sentido transversal de impressão, com uma relevância de mais de 95% sobre os outros parâmetros estudados. A partir do levantamento das propriedades relevantes, novos ensaios foram realizados para determinar a solução de compromisso entre esses parâmetros e a resistência mecânica de peças fabricadas por FDM em PLA, sugerindo uma metodologia para reduzir a fragilidade das peças devido à anisotropia transversal.   

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1194490 - IURI MUNIZ PEPE
Interno - 090.545.375-15 - HERMAN AUGUSTO LEPIKSON - UFBA
Externo ao Programa - 287694 - CARLOS ARTHUR MATTOS TEIXEIRA CAVALCANTE
Externo à Instituição - ANTONIO FERREIRA DA SILVA - UFBA
Externo à Instituição - JOSE GARCIA VIVAS MIRANDA - UFBA