Fabrico rápido de produtos em porcelana por robocasting

• Autor(a) principal: Faria, Mónica dos Santos
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/21890
• topic: Engenharia de materiais; Prototipagem rápida; Impressão tridimensional; Porcelana - Processos de fabrico; Aditivos

O presente trabalho propõe-se a divulgar uma técnica de fabrico aditivo de materiais, o robocasting, em produtos de porcelana. Vulgarmente chamado de “Impressão 3D”, este método de processamento de materiais tem vindo a ser usado como alternativa à produção de peças de elevado rigor em tempo reduzido. No campo dos materiais cerâmicos, o estudo das condições ideais para a produção de peças por robocasting, tem sido alvo de foco principalmente quando destinado à área de saúde. O trabalho desenvolvido inclui as etapas de (i) preparação de pastas para robocasting utilizando a matéria-prima proveniente da Costa Verde para produção de diferentes suspensões com quantidades elevadas de sólidos e a mínima possível de aditivos; (ii)caracterizações mineralógica, térmica, morfológica das partículas e reológica de suspensões, bem como a otimização de pastas; (iii) impressão com as pastas de porcelana otimizadas e caracterização de corpos impressos. A suspensão original usada nos processos convencionais da Costa Verde serve de base a todo o estudo efetuado, bem como os aditivos comuns da empresa, acrescentando posteriormente, outros com vários estudos na área: a polietilenoimina (PEI) e a carboximetilcelulose (CMC). Foram produzidas várias suspensões cerâmicas e caracterizadas, química, morfológica térmica e reologicamente, fazendo-se as devidas otimizações atingindo o objetivo final: corpos de porcelana impressos usando pastas para robocasting. Os melhores resultados demonstram que uma suspensão homogénea, desaglomerada com um tamanho de partícula máximo de 10 μm, tendo 62.5 wt% de sólidos, 0.35 wt% de Dolapix, 0.15 wt% de KV (como desfloculantes) e 0.15 wt% de PEI tem o comportamento viscoelástico necessária para uma deposição robótica, associado a uma velocidade de corte de 100 s-1. É comparado o comportamento reológico de pastas com aditivos diferentes (PEI e CMC) e distinguido qual o aditivo PEI como o mais propício a utilizar, para concentrações de sólidos e distribuição granulométrica fixas. Além disso, com as micrografias obtidas foi possível averiguar que os corpos impressos possuem alguma porosidade sendo que esta é de maior dimensão para provetes fabricados a partir de suspensões com CMC. Também a absorção de água é maior para provetes provenientes de pastas com CMC, dentro da amostragem estudada.