Determinação do impacto do resfriamento forçado na aderência entre camadas na manufatura aditiva

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.