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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
ANÁLISE DOS EFEITOS DO RECOZIMENTO NA RESISTÊNCIA AO IMPACTO DE PEÇAS POLIMÉRICAS IMPRESSAS POR FFF
Submission Author:
Thiago de Oliveira Santos , MG
Co-Authors:
Kauã Ferreira de Almeida, Pedro Henrique Veiga Oliveira, Thiago de Oliveira Santos, Lucas Borges, Pedro Souza, Rafael Mariano
Presenter: Thiago de Oliveira Santos
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0279
Abstract
A manufatura aditiva pelo processo FFF (Fused Filament Fabrication) é uma das técnicas de impressão 3D mais utilizadas atualmente, a qual consiste na extrusão de um filamento termoplástico, alimentado continuamente a partir de um carretel, através de um bocal extrusor aquecido para deposição do material em camadas. Nesse processo, o polímero depositado sofre resfriamento rápido para solidificação da camada, e depois é reaquecido com a deposição das camadas superiores, tornando importante o estudo das propriedades do termoplástico de acordo com a história térmica da peça, sobretudo em relação a temperatura de transição vítrea (Tg) e a temperatura de cristalização (Tc). A primeira indica a temperatura a partir da qual as cadeias poliméricas ganham mobilidade, e se relaciona com a adesão entre as camadas depositadas. Já a segunda marca a tendência de organização das macromoléculas em cristais, que normalmente tornam o material mais resistente, porém menos dúctil. Por conta desse fenômeno, as propriedades mecânicas das peças impressas por FFF se tornam dependentes de parâmetros como a velocidade de impressão, temperatura do bocal, da mesa, e altura de camada, além de operações de pós-processamento como o recozimento. Nesse sentido, este trabalho buscou avaliar a influência dos parâmetros de impressão citados e do recozimento na resistência ao impacto de peças de ácido polilático (PLA) fabricadas por FFF. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo fatorial completo com 2 níveis e 3 variáveis (2³), que permitiu uso da análise de variância (ANOVA) para identificar quais os fatores mais significativos para a resistência ao impacto avaliada segundo a norma ASTM D4508. O recozimento foi identificado como o parâmetro mais influente, uma vez que apenas 20 minutos de recozimento foram suficientes para aumentar a resistência média das peças em mais de 300 %. A mudança de cristalinidade ficou evidente pela opacidade das peças recozidas em comparação as peças translúcidas obtidas por impressão. A análise da superfície de fratura por microscopia ótica também mostrou que o recozimento foi eficiente em aumentar a adesão entre camadas, reduzindo os defeitos típicos dessa técnica de impressão. Os resultados demonstraram notável eficácia do processo de recozimento na melhoria das propriedades das peças, assinalando uma estratégia de ótimo custo-benefício para os segmentos industriais e de consumidores profissionais relacionados a impressão por FFF.
Keywords
manufatura aditiva, Recozimento, Resistência Mecânica, Cristalização
