Análise do comportamento mecânico de componentes produzidos por fabrico por filamento fundido

Abstract

Com o aparecimento das diversas tecnologias de fabrico aditivo, são várias as possíveis aplicações destes processos para satisfazer as necessidades tanto a nível industrial como a nível pessoal. Um dos processos mais utilizados denomina-se por Fabrico por Filamento Fundido (FFF), e consiste na deposição de material fundido em sucessivas camadas, material esse que se encontra em forma de filamento armazenado em bobines. Apesar do Ácido Polilático (PLA) e do Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS) serem os materiais mais utilizados atualmente, o uso de Poli(éter éter cetona) (PEEK), Policarbobato (PC), Acetato de Polivinilo (PVA) e Poliamida (PA) também é possível. Devido à pequena lista de materiais usados, vários estudos têm sido feitos com o intuito de conseguir materiais com melhores propriedades, como é o caso de matrizes poliméricas reforçadas com nanopartículas. Outra forma de conseguir uma melhoria nas propriedades das peças impressas passa pela análise feita aos parâmetros com influência existentes durante o processo. Espessura e largura do material depositado, ângulo de preenchimento e percentagem de preenchimento, são parâmetros avaliados na presente dissertação. Além da análise feita aos parâmetros, também é aferida a adequação de modelos de previsão para as propriedades finais das peças, sendo ainda abordado o uso de redes neuronais artificiais nessa previsão.

With the emergence of various additive manufacturing technologies, there are several possible applications of these processes to meet the needs at both the industrial and personal level. One of the most widely used technologies is called Fused Filament Fabrication (FFF), and consists in the deposition of molten material in successive layers. The material is in the form of filament stored in spools. Although Polylactic Acid (PLA) and Acrylonitrile Butadiene Styrene (ABS) are the materials most widely used, the use of Polyether ether ketone (PEEK), Polycarbonate (PC), Polyvinyl Acetate (PVA) and Polyamide (PA) is also possible. Due to the short list of materials used, several studies have been carried out in order to obtain materials with better properties, such as polymer matrix reinforced with nanoparticles. Another way to achieve an improvement in the properties of printed parts is by the analysis of the influential parameters existing in the process. Layer thickness, raster width, raster angle and infill are parameters evaluated in this dissertation. In addition to the analysis made to the parameters it was also assessed the adequacy of forecasting models for the final properties of the part, being also addressed the use of artificial neural networks for forecast.