Propriedades mecânicas de peças em poliamida 12 produzidas pela tecnologia de impressão...

A manufatura aditiva era aplicada principalmente à prototipagem rápida, porém tecnologias recentes são cada vez mais usadas na manufatura de peças finais. Isso deve-se ao fato de que a impressão 3D permite a produção de peças com geometrias complexas, impossíveis de serem obtidas de outra forma. Além disso, elas têm excelente qualidade e desempenho. Dentre essas, pode-se citar Multi Jet Fusion, é um processo que usa camadas de material em pó, e possibilita uma pequena produção em série, além de protótipos funcionais. As peças produzidas por esse método são resistentes, com ótimo detalhamento e precisão dimensional, e obtidas a um baixo custo. Neste trabalho, este método foi utilizado para produzir corpos de prova feito em poliamida 12, a fim de investigar suas propriedades mecânicas. O primeiro aspecto analisado foi a influência da orientação de impressão nas propriedades mecânicas. Assim, 150 amostras de teste de tração foram impressas e posicionadas em quinze orientações. As diferentes orientações não apresentaram um aumento notável quanto a resistência à tração, mas sim resultados variados para deformação na ruptura. A orientação de impressão com o máximo resultado para tensão também apresentou alto valor de deformação. O segundo aspecto analisado foi o desempenho mecânico de peças leves feitas com estruturas lattice. Uma nova geometria de corpo de prova foi desenvolvida, em que ele foi preenchido com três diferentes de estruturas, denominadas Cross, BCC e Octet-truss. Eles receberam quatro possíveis porcentagens de volume ocupado por material, permitindo a comparação de resultados em cada volume. Eles foram impressos em algumas orientações e os resultados obtidos foram a força máxima e o deslocamento na ruptura. Geralmente, as peças podem suportar valores altos de força, quanto maior é o volume preenchido com material.

Título em Inglês

Mechanical properties of polyamide 12 parts produced by Multi Jet Fusion 3D printing technology

Palavras-chave em Inglês

3D printing
Multi jet fusion
Mechanical properties
Printing orientation
Lattice structures

Resumo em Inglês

Additive manufacturing used to be applied mainly to prototyping, however recent technologies have been increasingly used in product manufacturing. This can be explained by the fact that 3D printing allows production of parts with complex geometry, impossible to make otherwise. Also, with excellent quality and performance. One of these technologies is the Multi Jet Fusion, a powder bed fusion process, that has made possible to obtain a small series production of final parts, besides from functional prototypes. Parts produced with this method are considered strong, with fine detail and dimensional accuracy, and obtained at a low cost. In this work, this method was used to produce polyamide 12 specimens in order to investigate its mechanical properties. The first aspect analysed about this 3D printing method was the influence of the printing orientation in tensile properties. Hence, 150 regular tensile test specimens were printed and positioned in fifteen printing orientations. Specimens of different printing orientations did not have outstanding increase in tensile strength, but presented varied results for strain at break. The printing orientation with the highest result for maximum stress also had high strain values. The second aspect analysed was the viability and mechanical performance of lightweight parts made with lattice structures. A new geometry for tensile test specimen was developed, which enable it to be filled with three different geometry of lattice structures, which were named Cross, BCC and Octet-truss. These structures had four possible percentages of volume occupied by material, thus allowing the comparison of their behaviour for each volume. They were printed in a few orientations, and results were obtained for maximal force and displacement at break. Generally, parts can withstand higher values of force, the higher the volume is filled with material.

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Data de Publicação

2020-04-02

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