Autor |
Baum, Leonardo Thiesen; |
Orientador |
Copetti, Jacqueline Biancon; |
Lattes do orientador |
http://lattes.cnpq.br/9219989574784501; |
Instituição |
Universidade do Vale do Rio dos Sinos; |
Título |
Determinação do impacto do resfriamento forçado na aderência entre camadas na manufatura aditiva; |
Resumo |
Com o uso cada vez mais difundido da fabricação por manufatura aditiva, é
essencial ter total compreensão das propriedades mecânicas finais das peças
fabricadas. De protótipos a partes funcionais, está se experenciando uma mudança
no estilo de produção, a popularmente conhecida “Impressora 3D” vem adentrando
indústrias e mudando conceitos enraizados. A manufatura aditiva oferece grandes
vantagens para segmentos como a aviação, onde projetos duram décadas e o peso
de um componente influencia diretamente na eficiência da aeronave. A possibilidade
de produzir formas orgânicas com facilidade e de manter uma política de estoques
zeros, guardando os arquivos das peças e uma impressora 3D funcionando, que
produzirá peças sob demanda, é extremamente atrativa para esse segmento. Um dos
componentes chave e presentes em praticamente todas as impressoras 3D, é o cooler
de resfriamento da extrusão de material, que ajuda a garantir a acurácia dimensional,
assim como melhorar o acabamento da peça, porém ele pode acabar impactando nas
propriedades mecânicas da peça final. O estudo foi realizado com corpos de prova
em PLA e PETG fabricados de acordo com a ASTM D636. Para cada grupo de corpos
de prova, foi alterada a velocidade do cooler de resfriamento e foram realizados
ensaios de tração para obter as propriedades mecânicas das peças produzidas. Foi
possível determinar a diferença na tensão de ruptura das camadas nos corpos de
prova e traçar curvas de velocidade do cooler vs tensão de escoamento. Por fim, foi
testado se o comportamento se repete para matérias primas de outro fabricante. O
impacto na adesão entre camadas chegou a ser superior a 40%, se comparado aos
corpos de prova impressos com o cooler desligado e com o cooler na velocidade
máxima. Esse resultado mostra que para peças fabricadas com o intuito de resistirem
a tensões, o ideal é que se utilize o cooler de resfriamento desligado durante a
impressão.; |
Abstract |
With the increasingly widespread use of additive manufacturing, it is essential
to have a full understanding of the final mechanical properties of the manufactured
parts in order to obtain the full advantages of this technology. From prototypes to
functional parts, we are experiencing a shift of the production style, the popularly called
“3D Printer” is taking over industries and changing long-lasting concepts. Additive
manufacturing offers a big advantage to segments like aviation, where projects last for
decades and the weight of a part directly influences the performance of the plane. The
possibility to produce organic shapes with ease and to maintain zero stock police,
keeping the files and the 3D Printer ready to produce a part on demand, is extremely
attractive to this segment. One of the key components present in practically all 3D
printers is the material extrusion cooler, which helps to ensure dimensional accuracy
as well as improving the finish aspect of the part, but it may end up impacting the
mechanical properties of the final part. The study was carried out by making
specimens, according to ASTM D636, in PLA and PETG and changing the rate of the
cooler for each specimen. With the performance of tensile strength tests, the difference
in the yield strength in the area where two layers bond together was determined. With
the results, a graphic was elaborated showing the correlation between the cooler
speed vs the yield strength. Finally, it was tested whether the behavior is repeated
when utilizing materials from another manufacturer. The impact in the yield strength in
the bond between layers suffered a reduction greater than 40%, when compared to
printed specimens with the cooler turned off. This finding shows that for parts
manufactured in order to resist stresses, the best practice is to use the cooler turned
off during printing.; |
Palavras-chave |
Manufatura aditiva; Adesão de camadas; Parâmetros de processo; Tensão de escoamento; Additive Manufacture; Interlayer adhesion; Process parameters; Yield strength; 3D printing; |
Tipo |
TCC; |
Data de defesa |
2021-06-24; |
URI |
http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/11715; |
Nivel |
Graduação; |
Curso |
Engenharia Mecânica; |