Projeto exploratório de estratégias de impressão para deposição de ligas metálicas de baixo ponto de fusão

• Autor(a) principal: Almeida, João Pedro Teixeira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/37034
• topic: Prototipagem rápida; Manufatura aditiva; Metais de baixo ponto de fusão; Impressora 3D de metais; Deposição de material fundido; Deposição de material fundido de metais

O presente projeto visa a exploração de estratégias de impressão de peças metálicas de Baixo Ponto de Fusão (BPF) utilizando uma impressora Tridimensional (3D) com a tecnologia de Fused Filament Fabrication (FFF). A tecnologia de impressão 3D por FFF é vastamente utilizada, aplicando-se inclusive ao nível do consumo doméstico, principalmente dado o seu baixo custo e velocidade relativamente elevada de processamento. No entanto, esta tecnologia apresenta desvantagens, por exemplo, no que diz respeito ao tipo de materiais utilizados, tratando-se por norma de polímeros. Estes materiais apresentam baixa resistência mecânica e completa ausência de condutividade elétrica, assim como elevada resistência térmica, o que limita a aplicação destes em alguns setores industriais. O grande diferencial deste projeto em relação às impressoras 3D já existentes no mercado centra-se na associação das vantagens inerentes ao processo de FFF com a utilização de outros materiais que não os polímeros, recorrendo, nomeadamente, a metais detentores de uma maior resistência mecânica e maiores condutividades elétrica e térmica. Desta ideia resulta o conceito de FFF metálico, cujas aplicações se estendem desde a produção de componentes metálicos à impressão de circuitos elétricos tridimensionais. A tecnologia FFF apresenta, contudo, algumas limitações: a cabeça de extrusão não é compatível com filamentos metálicos, o que pode colocar em causa a integridade de alguns componentes da impressora. Outra das limitações prende-se com o controlo da deposição do metal por parte do bico de extrusão, assim como com as características de fluidez e molhabilidade dos metais capazes de interferir com a qualidade do objeto impresso. O projeto realizado incluiu o estudo dos vários componentes da impressora, dos materiais utilizados, bem como a realização de operações de reparação e upgrade de uma impressora de FFF comum, com modelação da cabeça extrusora, bem como o seu projeto térmico. O objetivo final compreende a realização de testes de forma a otimizar os parâmetros de impressão recorrendo a um protótipo de cabeça de extrusão adaptado a uma impressora 3D comum. Os resultados obtidos comprovam que o projeto desenvolvido é capaz de imprimir primeiras camadas com geometrias simples de precisão semelhante a impressoras de FFF comuns, capazes de serem aplicadas na impressão de circuitos elétricos.