Ref.: MpoEte41-001

Projeto e construção de uma extrusora para fabricação de filamentos experimentais utilizados em impressão 3D

Apresentador: Erlon Rabelo Cordeiro

Autores (Instituição): Cordeiro, E.R.(UNIVASF); Nésio, F.B.(UNIVASF);

Resumo:
Este trabalho apresenta uma abordagem teórico-experimental da produção de filamentos para impressão 3D, a partir de diversas matérias-primas comerciais ou recicladas, as quais foram obtidas por meio de processos de trituração ou corte e posteriormente extrudadas numa mini extrusora fabricada especificamente para a realização desta pesquisa e que se dispõe a ser utilizada em diversas outras linhas de desenvolvimento de matérias-primas para manufatura aditiva. O processo de extrusão de polímeros é estudado e apresentado como forma de obtenção dos filamentos. Diversos testes de funcionamento da extrusora foram realizados, como tempo de aquecimento, vazão mássica relacionada com a variação de temperatura e velocidade do fuso, assim como parâmetros de extrusão dos polímeros mais comumente usados na impressão 3D. Na literatura pesquisada, ficaram evidenciadas deficiências em relação à fabricação do componente mais importante de uma extrusora que é o parafuso de transporte, o qual tem uma geometria complexa e sua confecção depende de uma expertise na área de usinagem. No presente trabalho, foram fabricados dois fusos com diferentes parâmetros dimensionais, utilizando um centro de usinagem com 4° eixo. Em seguida, foram realizados testes comparativos entre os dois eixos com a finalidade de determinar o melhor deles em termos de eficiência produtiva e qualidades dimensionais dos filamentos. A partir de então foram produzidos fios de PLA, ABS, PETG, PEBD e PET obtido a partir da reciclagem de garrafas. Logo após, foram impressos corpos de prova para realização de ensaios mecânicos e caracterizações. Foi testada a produção de blendas poliméricas entre os diversos materiais citados, além disso, foi produzido um compósito de PLA com uma fibra natural e um nanocompósito de PLA com nanopartículas de Prata (AgNPs). Apesar de ser um equipamento experimental, a extrusora mostrou-se eficiente na produção dos filamentos o que evidencia a importância da utilização correta de componentes dimensionados e fabricados adequadamente.