Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Kretschek, David
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/890
Resumo: Um dos processos de manufatura aditiva mais popularesse baseia na fusão e deposição do material. O princípio de funcionamento aplicado nestes equipamentos restringe o fornecimento de matéria-prima, principalmente no mercado nacional, e a gama de materiais aplicáveis. O desenvolvimento de um equipamento capaz de processar o material na forma granulada contribuiria para a popularização do processo e para a ampliação da gama de materiais disponíveis a serem utilizados. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um cabeçote de extrusão capaz de processar polipropileno granulado e extrudá-lo em forma de filamento contínuo e controlado. Este foi projetado de forma a reduzir o efeito da degradação sobre o material. Experimentos foram conduzidos a fim de caracterizar o comportamento dimensional dos filamentos gerados e assim permitir o seu melhor controle. A degradação do material no interior do cilindro aquecido foi avaliada por ensaios de espectroscopia no infravermelho e de tração em amostras de filamentos. Os resultados dos experimentos de extrusão mostraram que os filamentos apresentam variação de vazão ao longo do comprimento extrudado, sendo que a sua largura aumenta até atingir um patamar onde estabiliza. Os ensaios de espectroscopia mostram ocorrer degradação dentro do cilindro aquecido, mas os efeitos negativos sobre a resistência mecânica dos filamentos são menos acentuados quando empregando o cabeçote projetado. Concluiu-se que o princípio de extrusão por êmbolo com alimentação granulada é viável, necessitando, no entanto, desenvolver mecanismos de controle da extrusão mais adequados ao processo.
id UTFPR-12_c13047a9ae48bc4aa60cade49d7bee4b
oai_identifier_str oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/890
network_acronym_str UTFPR-12
network_name_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
repository_id_str
spelling 2014-08-15T22:09:08Z2012-06-29KRETSCHEK, David. Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva. 2012. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/890Um dos processos de manufatura aditiva mais popularesse baseia na fusão e deposição do material. O princípio de funcionamento aplicado nestes equipamentos restringe o fornecimento de matéria-prima, principalmente no mercado nacional, e a gama de materiais aplicáveis. O desenvolvimento de um equipamento capaz de processar o material na forma granulada contribuiria para a popularização do processo e para a ampliação da gama de materiais disponíveis a serem utilizados. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um cabeçote de extrusão capaz de processar polipropileno granulado e extrudá-lo em forma de filamento contínuo e controlado. Este foi projetado de forma a reduzir o efeito da degradação sobre o material. Experimentos foram conduzidos a fim de caracterizar o comportamento dimensional dos filamentos gerados e assim permitir o seu melhor controle. A degradação do material no interior do cilindro aquecido foi avaliada por ensaios de espectroscopia no infravermelho e de tração em amostras de filamentos. Os resultados dos experimentos de extrusão mostraram que os filamentos apresentam variação de vazão ao longo do comprimento extrudado, sendo que a sua largura aumenta até atingir um patamar onde estabiliza. Os ensaios de espectroscopia mostram ocorrer degradação dentro do cilindro aquecido, mas os efeitos negativos sobre a resistência mecânica dos filamentos são menos acentuados quando empregando o cabeçote projetado. Concluiu-se que o princípio de extrusão por êmbolo com alimentação granulada é viável, necessitando, no entanto, desenvolver mecanismos de controle da extrusão mais adequados ao processo.One of the most popular additive manufacturing processes is based on fuseddeposition of the material. The principleapplied to these machines makes difficult to find suppliers of raw materials, especially in brazilian market, and narrow the variety of materials applicable. The development of equipment able to process the material in the granular form will contribute to the process popularization and extension of available material to be used. This work describes the development of an extrusion head capable to process polypropylene granules and extrudeit as continuous and controlled filament. The extrusion head was designed in order to minimize the volume of material to be fused and reduce the effect of material degradation. Experiments were conducted to characterize the dimensional behavior of the filaments generated and thus allow its better control. The material degradation inside the extrusion head was assessed by infrared spectroscopyand its negative effects over filaments strength by tensile tests.The results of the extrusion experiments showed that the filaments have flow variation along the extruded length, following an increasing curve until a value where its average stabilizes. Spectroscopy showed that degradation occurs inside the heated cylinder, but its negative effects on material strength are less intense when using the designed extrusion head. It was concluded that the extrusion plunger principle with granulated feeding is viable for Additive Manufacturing, requiring, however, better control mechanisms of the extrusion to enable the manufacture of uniform and cohesive parts.CAPES5000porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisProcessos de fabricação - AutomaçãoPlásticos - ExtrusãoProdutos novosEngenharia mecânicaManufacturing processes - AutomationPlastics - ExtrusionNew productsMechanical engineeringDesenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditivainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisCuritibaMestradoVolpato, NeriFoggiatto, José AguiomarKretschek, Davidreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessTHUMBNAILCT_PPGEM_M_Kretschek, David_2012.pdf.jpgCT_PPGEM_M_Kretschek, David_2012.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1306http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/4/CT_PPGEM_M_Kretschek%2c%20David_2012.pdf.jpg3c4f39e6031d130610d08bdc620eae49MD54ORIGINALCT_PPGEM_M_Kretschek, David_2012.pdfCT_PPGEM_M_Kretschek, David_2012.pdfapplication/pdf5192531http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/1/CT_PPGEM_M_Kretschek%2c%20David_2012.pdf79dcba45cddb2a90583005c0cb843a82MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81292http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/2/license.txt009f5cba5f69d75c09da00b6f53f483aMD52TEXTCT_PPGEM_M_Kretschek, David_2012.pdf.txtCT_PPGEM_M_Kretschek, David_2012.pdf.txtExtracted texttext/plain173561http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/3/CT_PPGEM_M_Kretschek%2c%20David_2012.pdf.txt8555d4eed6ca329f5fa0b360875023f7MD531/8902015-03-07 03:17:49.589oai:repositorio.utfpr.edu.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2015-03-07T06:17:49Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
title Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
spellingShingle Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
Kretschek, David
Processos de fabricação - Automação
Plásticos - Extrusão
Produtos novos
Engenharia mecânica
Manufacturing processes - Automation
Plastics - Extrusion
New products
Mechanical engineering
title_short Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
title_full Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
title_fullStr Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
title_full_unstemmed Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
title_sort Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva
author Kretschek, David
author_facet Kretschek, David
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Volpato, Neri
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Foggiatto, José Aguiomar
dc.contributor.author.fl_str_mv Kretschek, David
contributor_str_mv Volpato, Neri
Foggiatto, José Aguiomar
dc.subject.por.fl_str_mv Processos de fabricação - Automação
Plásticos - Extrusão
Produtos novos
Engenharia mecânica
Manufacturing processes - Automation
Plastics - Extrusion
New products
Mechanical engineering
topic Processos de fabricação - Automação
Plásticos - Extrusão
Produtos novos
Engenharia mecânica
Manufacturing processes - Automation
Plastics - Extrusion
New products
Mechanical engineering
description Um dos processos de manufatura aditiva mais popularesse baseia na fusão e deposição do material. O princípio de funcionamento aplicado nestes equipamentos restringe o fornecimento de matéria-prima, principalmente no mercado nacional, e a gama de materiais aplicáveis. O desenvolvimento de um equipamento capaz de processar o material na forma granulada contribuiria para a popularização do processo e para a ampliação da gama de materiais disponíveis a serem utilizados. Este trabalho descreve o desenvolvimento de um cabeçote de extrusão capaz de processar polipropileno granulado e extrudá-lo em forma de filamento contínuo e controlado. Este foi projetado de forma a reduzir o efeito da degradação sobre o material. Experimentos foram conduzidos a fim de caracterizar o comportamento dimensional dos filamentos gerados e assim permitir o seu melhor controle. A degradação do material no interior do cilindro aquecido foi avaliada por ensaios de espectroscopia no infravermelho e de tração em amostras de filamentos. Os resultados dos experimentos de extrusão mostraram que os filamentos apresentam variação de vazão ao longo do comprimento extrudado, sendo que a sua largura aumenta até atingir um patamar onde estabiliza. Os ensaios de espectroscopia mostram ocorrer degradação dentro do cilindro aquecido, mas os efeitos negativos sobre a resistência mecânica dos filamentos são menos acentuados quando empregando o cabeçote projetado. Concluiu-se que o princípio de extrusão por êmbolo com alimentação granulada é viável, necessitando, no entanto, desenvolver mecanismos de controle da extrusão mais adequados ao processo.
publishDate 2012
dc.date.issued.fl_str_mv 2012-06-29
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2014-08-15T22:09:08Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv KRETSCHEK, David. Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva. 2012. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/890
identifier_str_mv KRETSCHEK, David. Desenvolvimento de um cabeçote de extrusão por êmbolo para polipropileno granulado visando a manufatura aditiva. 2012. 127 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2012.
url http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/890
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
publisher.none.fl_str_mv Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron:UTFPR
instname_str Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
instacron_str UTFPR
institution UTFPR
reponame_str Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
collection Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
bitstream.url.fl_str_mv http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/4/CT_PPGEM_M_Kretschek%2c%20David_2012.pdf.jpg
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/1/CT_PPGEM_M_Kretschek%2c%20David_2012.pdf
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/2/license.txt
http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/890/3/CT_PPGEM_M_Kretschek%2c%20David_2012.pdf.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 3c4f39e6031d130610d08bdc620eae49
79dcba45cddb2a90583005c0cb843a82
009f5cba5f69d75c09da00b6f53f483a
8555d4eed6ca329f5fa0b360875023f7
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1805923191372120064

Registros relacionados