Influência dos parâmetros de impressão 3D na resistência à flexão de corpos de prova impressos em ácido polilático (PLA) utilizando modelagem por fusão e deposição (FDM)
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Data de Publicação: | 2022 |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
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Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/23773 |
Resumo: | 3D printing or additive manufacturing (AM), through computer graphics, has streamlined manufacturing processes, allowing rapid prototyping (PR). In this way, it allows and reduced resources. There are numerous AM techniques, Fusion and Deposition Modeling (FDM) which is one of the most used due to its low cost. To produce a prototype it is necessary to select the printing and material parameters. However, there is a lack of information the printing parameters and the mechanical strength of the printed prototypes. The objective of this work is to evaluate the effect of printing parameters on the flexural strength of specimens (PCs) printed in polylactic acid (PLA). For this, the experimental research method was used. PLA was used to produce CPs as per ASTM D 790. Commercial 3D printing was used to produce the CPs. Print parameters such as height between layers, wall thickness and fill density were adjusted to print 81 CPs with 27 different parameter combinations and 3 replicates. To determine the flexural strength, the CPs were tested using a universal testing machine and a 3-point bending test device according to ISO 178:2019. Design of Experiments (DOE), Analysis of Variance (ANOVA) and Response Surface Methodology (RSM) were used to analyze the results. From the results of this study, it is possible to predict the mechanical strength of printed parts on a commercial printer and select the best combination of printing parameters. The results show that the flexural strength is directly related to the printing parameters. It is concluded that the flexural strength increases with increasing fill density, wall thickness and interlayer height. |
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Influência dos parâmetros de impressão 3D na resistência à flexão de corpos de prova impressos em ácido polilático (PLA) utilizando modelagem por fusão e deposição (FDM)Influence of 3D printing parameters on the bending strength of specimens printed polylatic acid (PLA) using fusion and deposition modeling (FDM)Additive manufacturingRapid prototypingPrint parameters3D printingFlexural strengthManufatura aditivaPrototipagem rápidaParâmetros de impressãoImpressão 3DResistência à flexãoCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA3D printing or additive manufacturing (AM), through computer graphics, has streamlined manufacturing processes, allowing rapid prototyping (PR). In this way, it allows and reduced resources. There are numerous AM techniques, Fusion and Deposition Modeling (FDM) which is one of the most used due to its low cost. To produce a prototype it is necessary to select the printing and material parameters. However, there is a lack of information the printing parameters and the mechanical strength of the printed prototypes. The objective of this work is to evaluate the effect of printing parameters on the flexural strength of specimens (PCs) printed in polylactic acid (PLA). For this, the experimental research method was used. PLA was used to produce CPs as per ASTM D 790. Commercial 3D printing was used to produce the CPs. Print parameters such as height between layers, wall thickness and fill density were adjusted to print 81 CPs with 27 different parameter combinations and 3 replicates. To determine the flexural strength, the CPs were tested using a universal testing machine and a 3-point bending test device according to ISO 178:2019. Design of Experiments (DOE), Analysis of Variance (ANOVA) and Response Surface Methodology (RSM) were used to analyze the results. From the results of this study, it is possible to predict the mechanical strength of printed parts on a commercial printer and select the best combination of printing parameters. The results show that the flexural strength is directly related to the printing parameters. It is concluded that the flexural strength increases with increasing fill density, wall thickness and interlayer height.A impressão 3D ou manufatura aditiva (MA), através da computação gráfica, tem agilizado processos de fabricação, permitindo a criação de protótipos através da prototipagem rápida (PR). Dessa maneira, possibilita que estudos e projetos sejam desenvolvidos com otimização do tempo e diminuição de recursos. Existem inúmeras técnicas de MA, tais como a Modelagem por Fusão e Deposição (FDM) que é uma das mais empregadas devido ao baixo custo. Para produção de um protótipo é necessário selecionar os parâmetros de impressão e material. No entanto, faltam informações que relacionam os parâmetros de impressão e a resistência mecânica dos protótipos impressos. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito dos parâmetros de impressão na resistência à flexão de corpos de prova (CPs) impressos em ácido polilático (PLA). Para isso, foi utilizado o método de pesquisa experimental. O PLA foi usado para produzir CPs conforme a norma ASTM D 790. Uma impressora 3D comercial foi utilizada para a produção dos CPs. Os parâmetros de impressão como altura entre camadas, espessura de parede e densidade de preenchimento foram ajustados para imprimir 81 CPs com 27 combinações de parâmetros diferentes e 3 repetições. Para determinação da resistência à flexão, os CPs foram ensaiados usando uma máquina de ensaio universal e um dispositivo de ensaio de flexão em 3 pontos conforme a norma ISO 178:2019. Planejamento de Experimentos (DOE), Análise de Variância (ANOVA) e Metodologia de Superfície de Resposta (RSM) foram utilizados para a análise dos resultados. A partir dos resultados deste estudo é possível prever a resistência mecânica das peças impressas em uma impressora comercial e selecionar a melhor combinação de parâmetros de impressão. Os resultados mostram que a resistência à flexão está diretamente relacionada com os parâmetros de impressão. Conclui-se que a resistência à flexão aumenta com o aumento da densidade de preenchimento, da espessura de parede e da altura entre camada.Universidade Federal de Santa MariaBrasilUFSMCentro de TecnologiaBuenos, Alexandre AparecidoValente, Ricardo Lago2022-03-14T11:14:36Z2022-03-14T11:14:36Z2022-02-172022-02-17Trabalho de Conclusão de Curso de Graduaçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23773ark:/26339/001300000sf2nporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2022-09-12T18:59:16Zoai:repositorio.ufsm.br:1/23773Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2022-09-12T18:59:16Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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