Showing papers by "Eduardo Radovanovic published in 2022"

Influência da porcentagem de poliamida 12 reutilizada nas propriedades mecânicas em processo de sinterização seletiva a laser (SLS)

Abstract: A manufatura aditiva (MA) tem sido um dos processos de fabricação que mais tem movimentado tecnologias nos últimos anos. Esta técnica possibilita a construção de peças e itens complexos a partir de arquivos 3D, adicionando material para formar a geometria desejada, sendo possível a impressão em metais, cerâmicas, polímeros e compósitos. Há diferentes técnicas de MA como SLS (Sintering Laser Sintering), FDM (Fused Deposition Modeling), Polyjet entre outras técnicas disponíveis para materiais poliméricos e um dos polímeros mais utilizados é a Poliamida 12 (PA 12).Assim, o objetivo deste estudo é conhecer e entender as propriedades mecânicas da Poliamida 12(PA2200 EOS®) com diferentes taxas de reaproveitamento no processo de SLS. Estudos demonstram que há perdas das propriedades ao longo da reutilização deste material. Todo o pó de poliamida presente na plataforma de impressão no processo SLS está sujeito a um significante regime de aquecimento, com isso, levantando questões a respeito do re-uso de pó de suporte em subseqüentes processos de impressão. Este pó de suporte, embora não fundido, experimenta ciclos térmicos, desprendendo de muitas horas acima da temperatura de transição vítrea (TG) e muito próxima a temperatura de fusão (TM) do material. Neste trabalho, foram impressos corpos de prova nas proporções de 50/50, 40/60, 30/70, 20/80 e 10/90 de material de PA 12 virgem/reciclado, seguindo três direções principais em relação à plataforma de impressão: horizontal, seguindo o plano da plataforma; vertical, com a seção do corpo de prova normal ao plano da plataforma; aresta, com o corpo de prova inclinado 90° ao plano da plataforma, com toda sua espessura em contato com este plano. Foram avaliadas as propriedades de resistência a tração e módulo de elasticidade em tração, resistência a compressão, resistência a flexão e módulo de flexão, resistência ao impacto e dureza Shore D. Foi verificado a perda de resistência a tração para cada acréscimo de dez por cento de material reutilizado. A direção de impressão vertical se mostrou mais frágil e com maior perda de resistência. O módulo elástico se manteve com baixa variação até a mistura 30/70, onde a partir desta composição houve uma queda expressiva do módulo elástico, módulo de flexão, resistência a flexão e dureza. Quando comparado a resistência a tração da mistura ideal de 50/50, a composição apresentou 16% menos de resistência, caindo de 48 MPa para 40,5 MPa. Em compressão houve uma perda de resistência menos significativa, saindo de valores de 58 MPa para 54,4 MPa. Em Flexão houve 13% de perda de resistência, com valores de 51,4MPa a 44,3 MPa. Apesar da perda em resistência, o módulo elástico tanto em tração como flexão se mantiveram com médias próximas a 1200 MPa. Estudos mais aprofundados serão realizados para a busca e compreensão dos fenômenos envolvidos na queda de resistência desta material. PALAVRAS-CHAVE: Manufatura Aditiva, Poliamida 12, Propriedades Mecânicas, Taxa de Reaproveitamento

Cavidade de Injeção para Moldes Piloto Desenvolvida em Manufatura Aditiva com Tecnologia SLS

Abstract: Com a realidade do atual quadro econômico das indústrias, que buscam desenvolver novos produtos como um item obrigatório a quem deseja se manter competitivo no mundo globalizado, quanto mais rápido e ágil for esse desenvolvimento, maior é chance de a indústria emplacar esse produto ao mercado. Os polímeros têm um papel fundamental nesse contexto industrial, sendo utilizado em diversas áreas e o processo de moldagem por injeção sendo um dos mais importantes processamentos de produção industrial, o fator negativo que diz respeito a esse processo é tempo e custo elevado para desenvolvimento do ferramental. A manufatura aditiva (AM) atualmente se destaca como um importante processo de produção com capacidade de criar peças a partir de um modelo tridimensional amplamente empregue na pesquisa e desenvolvimento de produtos nas indústrias aeroespacial, médica, automotiva, energia e bens de consumo. Nesse contexto o desenvolvimento de cavidades para moldes de injeção utilizando o processo AM se torna uma ótima alternativa para auxiliar e acelerar no desenvolvimento dos ferramentais necessários para o processo de injeção de termoplásticos. Estudos demonstram que esse tema possui uma grande relevância e já são empregues em alguns seguimentos, porém a manufatura aditiva de moldes para injeção com o emprego de tecnologia SLS (sinterização seletiva a lazer) são pouco explorados no meio científico e industrial. Nesse trabalho foi realizado um molde híbrido aplicado ao processo de injeção de termoplásticos utilizando cavidades de injeção produzidas através de manufatura aditiva por tecnologia de SLS, sendo possível conhecer qual a redução de custo na produção de molde assim como o ganho de tempo na produção desse ferramental. Avaliou-se quais os limites para as cavidades produzidas por manufatura aditiva e a durabilidade das cavidades produzidas em Poliamida (PA) 11, Poliamida 12 e Poliamida com carga de alumínio, utilizando como referência a injeção de corpos de prova no polímero polipropileno. O molde foi projetado para realizar a injeção de 4 cavidades simultaneamente, sendo as 3 variações de materiais produzidos na SLS e um metálico, garantindo o parâmetros de processos sejam semelhantes a todos materiais e observar a durabilidade de cada material. Até o presente momento apenas o PA 11 foi testado e obteve-se resultado satisfatório e as cavidades suportaram o ciclo térmico do processo de injeção, poucas quantidades foram injetadas, necessitando de alguns ajustes do molde entre os insertos e placa cavidade inferior, mas o inserto polimérico se demonstrou funcional. Após a produção das cavidades nos diferentes materiais, novos ciclos de injeção serão realizados até o limite mecânico considerando análise dimensional por escâner de luz estruturada das peças e dos insertos e posteriormente realizar a caracterização mecânica dos corpos de prova por ensaio de tração, flexão e dobramento e compreender as variações de propriedade em função da taxa de resfriamento do material da cavidade. PALAVRAS-CHAVE: Manufatura Aditiva, SLS, Injeção de Polímeros, Ferramentas Poliméricas

Hybrid polyurethane/natural fibers composites optimized by simplex-centroid mixture design

Abstract: Low-cost hybrid polyurethane/natural fibers composites were developed and characterized in terms of elastic modulus, resilience, permanent deformation in compression test, and ash content. Composites manufactured in the form of foams were made with partial replacement of 10% (w/w) of polyethylene glycol by natural fibers from rice husk (R.H.), cassava bagasse (C.B.) and wood fiber (W.F.). Composites containing untreated fibers and mercerized fibers were also developed. A simplex-centroid mixture model was used for statistical analysis of the effects caused by the addition of the fibers. Based on the complete cubic model considering all the interactions, it was possible to obtain the common optimum, regarding all the properties studied. For hybrid composites with natural fibers, the optimal composition is 4.5% of C.B. and 95.49% of W.F. while for composites with mercerized fibers is 39.24% of R.H., 26.30% of C.B., and 34.46% of W.F.