Aplicações de polímeros de engenharia em componentes estruturais através do fabrico aditivo

• Autor(a) principal: Silva, João Pedro Lamas Trindade da
• 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/10773/36503
• topic: Fabrico aditivo; Prototipagem rápida; Moldação por extrusão e deposição; Polímeros de engenharia; Otimização; Simulação numérica

O fabrico de componentes complexos, integrando múltiplas funções, de fabrico unitário ou em pequena e média séries, enquadrado numa resposta de produção flexível e competitiva é um dos desafios a que a tecnologia de Fabrico Aditivo procura dar resposta. Estando sempre presente a exigência do cliente face aos requisitos pretendidos no produto final, foram explorados polímeros de engenharia de modo a fazer face a esta exigência. Recorrendo ao processo de fabrico com filamento fundido (FFF) e tirando proveito de polímeros de engenharia foram avaliadas as características que estes conferem ao produto final. Neste trabalho, foram explorados polímeros de engenharia, da família poli(alril-éter-cetona) PAEK e Nylons reforçados como filamento de fabrico aditivo. Polímeros de engenharia distinguem-se dos termoplásticos convencionais como ácido polilático (PLA) ou acrilonitrila butadieno estireno (ABS), por serem mais resistentes e com maior tenacidade tendo no geral melhores propriedades mecânicas e químicas. De forma a avaliar as características destes materiais processados por fabrico aditivo, foi desenvolvida uma metodologia que permitisse a comparação de propriedades entre os polímeros de engenharia utilizados. Para tal, através do fabrico de provetes orientados em diferentes direções, devido as características ortotrópicas do processo. Estes provetes foram submetidos a ensaios de tração uniaxiais. Após os ensaios experimentais e através de um balanço de resultados obtidos para cada polímero, concluiu-se que para este processo de fabrico, o polímero que se evidenciou foi o PPS-CF e a direção de fabrico onde foram obtidos melhores resultados para este processo de fabrico foi na direção horizontal. De forma a avaliar a aplicação destes polímeros, foi realizado um modelo numérico de um braket optimizado para fabrico aditivo de forma a avaliar o potencial destes polímeros. Para facilitar a interpretação dos resultados obtidos para o bracket fabricado em PPS-CF, foi realizada a mesma simulação para um bracket em alumínio. Por fim e recorrendo então a uma comparação de resultados entre os brackets é concluído que este polímero não é viável para a aplicação em específico pois, face aos esforços que este seria submetido apenas seria viável se os esforços não ultrapassassem 5% das cargas reais às quais estaria submetido.