Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/29124
Title: Incorporação de nanopartículas em termoplásticos para aplicações em fabrico aditivo
Author: Ramalho, António Paulo Gomes
Advisor: Neto, Victor Fernando Santos
Vilarinho, Paula
Keywords: Fabrico Aditivo
Fabrico por Filamento Fundido (FFF - Fused Filament Fabrication)
Ácido Polilático (PLA - Polylactic Acid)
Acrilonitrilo Butadieno Estireno (ABS - Acrylonitrile Butadiene Styrene)
Nanopartículas
Microscopia Eletrónica de Varrimento (SEM - Scanning Electron Microscopy)
Microanálise Elementar (EDS - Energy Dispersive Spectroscopy)
Defense Date: 17-Dec-2019
Abstract: Diariamente, são colocados entraves e levantadas questões referentes aos utilizadores de consumíveis presentes na indústria e às repercussões que estas apresentam nos recursos enquanto fontes naturais de matérias-primas finitas e esgotáveis. Deste modo, torna-se indispensável proceder ao desenvolvimento de novas soluções de produção que otimizem a utilização dos mesmos. Da necessidade de redução de desperdícios e da rápida resposta ao consumidor, bem como da personalização individual dos bens consoante as suas necessidades pessoais, o fabrico aditivo tem vindo a tornar-se uma parte cada vez mais importante na designada indústria 4.0. Uma das principais e mais utilizadas técnicas de produção associada à gama do fabrico aditivo é designada por modelação por deposição de filamento fundido (FFF - Fused Filament Fabrication), habitualmente conhecida por “impressão 3D”. Este processo apresenta elevadíssimo potencial, uma vez que permite a produção de objetos de geometrias complexas e de boa qualidade dimensional e superficial, sem necessidade de se procederem a posteriores etapas de maquinagem e, consequentemente, ao desperdício de recursos. Apesar de esta técnica apresentar inúmeras vantagens e se ter vindo a difundir até ao mercado doméstico, é importante salientar-se que a matéria de maior consumo assenta nos materiais termoplásticos e cujas características são, de acordo com a aplicação de cada um dos mesmos, bastante específicas. Deste modo, é possível afirmar-se que este será um fator negativo para a possível propagação desta técnica à restante indústria da produção, encontrando-se limitada às características intrínsecas aos materiais disponíveis no mercado. Assim, com a evolução tecnológica e com a crescente procura destas soluções de fabrico, nomeadamente para produção de peças de dimensões reduzidas e propriedades específicas, torna-se essencial o desenvolvimento de novos materiais. Como tal, uma das possíveis soluções a aplicar para engrandecer esta tendência passará por selecionar um termoplástico de utilização fácil e comum, incorporando-lhe novas propriedades e características com base na utilização de nanopartículas provenientes de outros recursos materiais. Na presente dissertação, selecionou-se ácido polilático (PLA - Polylactic Acid), um dos termoplásticos de maior utilização na modelação por deposição de filamento fundido, incorporando-se nanopartículas de cobre. Desta forma, procedeu-se a um plano de trabalho experimental que viria a possibilitar o processamento e caracterização mecânica, térmica, elétrica e reológica deste nanocompósito, aferindo-se qual a variação de propriedades relativamente ao termoplástico virgem.
Every day, several obstacles and questions regarding the users of consumables in the industry and the repercussions they present in resources as natural sources of finite and exhaustible raw materials are raised. Thus, it is necessary to develop new production solutions that will optimize their use. From the need of a waste reduction and a quick response to the consumer, as well as an individual customization of goods according to their personal needs, additive manufacturing has become an increasingly important part of the so-called Industry 4.0. One of the main and most widely used production techniques associated with additive manufacturing is called FFF (Fused Filament Fabrication), commonly known as "3D Printing". This process has a very high potential, since it allows the production of objects with complex geometries and good dimensional and superficial quality, without the need to proceed to later machining steps and, consequently, avoiding the waste of resources. Although this technique has many advantages and has spread to the domestic market, it is important to point out that the matter of greatest consumption is based on thermoplastic materials, whose characteristics are, according to the application of each of them, quite specific. Thus, it is possible to affirm that this will be a negative factor for the possible propagation of this technique to the rest of the production industry, being limited to the intrinsic characteristics of the materials available in the market. Thus, with the technological evolution and the increasing demand for these manufacturing solutions, namely for the production of small pieces with specific properties, the development of new materials becomes essential. As such, one of the possible solutions to be applied to enhance this trend can be to select a easy-to-use thermoplastic, incorporating new properties and characteristics based on the use of nanoparticles from other material resources. In this dissertation, polylactic acid (PLA), one of the thermoplastics of greater use in modeling by fused filaments deposition, was selected, incorporating copper nanoparticles. An experimental work plan that would allow the mechanical processing and the thermal, electrical and rheological characterization of this nanocomposite was developed, assessing the variation of properties in comparison to the virgin thermoplastic.
URI: http://hdl.handle.net/10773/29124
Appears in Collections:DEM - Dissertações de mestrado
UA - Dissertações de mestrado

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