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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
Fabricação e Caracterização da Resistência à Flexão de Peças Cilíndricas obtidas por meio da Manufatura Aditiva
Submission Author:
Flávio Yukio Watanabe , SP
Co-Authors:
Leonardo Munhoz, Armando Ítalo Sette Antonialli, Rafael Aroca, Flávio Yukio Watanabe
Presenter: Leonardo Munhoz
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0304
Abstract
A Manufatura Aditiva (MA) é considerada um processo produtivo moderno, mas ainda enfrenta grandes desafios na produção de peças com qualidade, resistência mecânica e produtividade adequadas. Uma das técnicas mais conhecidas e populares de manufatura aditiva é o FFF (Fused Filament Fabrication) ou FDM (Fused Deposition Modeling) de materiais poliméricos, nas quais as peças são produzidas em impressoras 3D de coordenadas cartesianas, por meio da deposição de camadas sucessivas de filamento polimérico previamente fundido. Contudo, as características de rigidez e resistência das peças produzidas por manufatura aditiva sofrem a influência da direção de deposição do material e da adesão entre as camadas. Esses problemas tornam-se críticos quando se imprime corpos com perfil de revolução submetidos posteriormente a esforços de flexão lateral. O presente trabalho apresenta uma alternativa para a impressão de corpos cilíndricos, empregando um dispositivo rotativo que corresponde um quarto eixo horizontal em uma impressora 3D convencional e o princípio empregado é o de produção de tubos de fibra de carbono, conhecido como filament winding. O dispositivo desenvolvido possibilita a fabricação de corpos de provas (CPs) utilizando o método de deposição de camadas sucessivas sobre uma matriz rotativa, controlando-se o ângulo de deposição e o sentido de rotação. Com este método de impressão é possível realizar o “trançamento” dos fios, gerando uma conexão entre as camadas, buscando-se garantir maior resistência mecânica. Para a comunicação com a impressora 3D, foi utilizado o software Repetier-Host, por meio de leitura de códigos do tipo G (G-code). Com o objetivo de se realizar a análise da resistência dos CPs, foram empregados dois diferentes tipos de materiais (ABS - Acrilonitrila butadieno estireno e PLA - Ácido poliláctico) e 3 diferentes ângulos de hélice de deposição do filamento fundido (30º, 45º e 60º). Para fins de comparação, foram produzidos também CPs cilíndricos sem ângulo de hélice e outros a impressos de forma convencional. No total, 24 CPs foram produzidos e ensaiados em flexão a 3 pontos, com base na norma ASTM D790, mas com algumas adaptações devido ao formato, tamanho e materiais dos CPs. Os resultados dos ensaios de flexão evidenciam a eficácia da estratégia de impressão adotada por meio da análise da influência do ângulo de hélice e do tipo material na resistência mecânica à flexão.
Keywords
Impressão 3D, Eixo Rotativo, 4º Eixo, FDM, FFF
