Estudo do impacto de fatores de impressão 3D nas dimensões em peças fabricadas em ABS pela manufatura aditiva Fused Deposition Modelling (FDM)

Abstract

Resumo: Com a chegada do que especialistas estão chamando de quarta revolução industrial, é esperado que as empresas se reinventem. Novas tecnologias tais como cyberphysycal systems, internet o f things e manufatura aditiva estão sendo aplicadas ao ambiente fabril. Isso impacta diretamente o processo produtivo e injeta novidades no segmento. Peças que antes eram fabricadas por processos como injeção e moldagem, hoje já encontram uma alternativa na manufatura aditiva quando sua complexidade e customização são altas. Assim, as peças produzidas pela manufatura aditiva precisam ser dimensionalmente precisas e mecanicamente resistentes. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho é otimizar precisão dimensional de objetos fabricados por meio da manufatura aditiva FDM (Fused Deposition Modelling) em ABS, utilizando como fatores de controle os parâmetros de impressão da manufatura aditiva. Para isso, foi utilizado o DOE (Design o f Experiment) e um arranjo ortogonal de Taguchi para testar os parâmetros da impressão: altura da camada, porcentagem de preenchimento, padrão de preenchimento e temperatura de extrusão com 3 níveis cada. Foram utilizados análise de variância e teste de Kruskal Wallis para verificar se existe diferença significativa entre os níveis dos fatores e otimizá-los caso exista, aproximando as dimensões dos valores alvo. Foi observado que a configuração ideal dos parâmetros para maior precisão dimensional é a altura da camada de 0,2mm, 20% de preenchimento e 225°C de temperatura para a extrusão. Palavras chaves: Manufatura aditiva; Fused Depositiom Modelling; Impressão 3D; Parâmetros da impressão 3D; ABS.

Abstract: With the arrival of what specialists are calling the fourth industrial revolution, it is expected that the companies reinvent themselves. New technologies such as cyberphysical systems, internet of things and additive manufacturing have been applied to the manufacturing environment. It has a direct impact on productive process and introduces news in the segment. Parts that were before manufactured by processes such as injection and molding, already find an alternative in additive manufacturing when their complexity and customization are high. Therefore, parts manufactured by additive manufacturing need to be precise and mechanically resistant. In this context, the goal of this work is to optimize dimensional precision of parts manufactured by additive manufacturing FDM (Fused Deposition Modelling) in ABS, using as control factors the printing parameters ofadditive manufacturing. For this, it was used a DOE (Design of Experiment) and a Taguchi Orthogonal Array to test the parameters: layer height, infill percentage and pattern, and printing temperature, with 3 levels each. It was used analysis of variance and Kruskal Wallis test to verify if there's significative difference between factor levels, approaching the dimensions to target values. It was observed the ideal parameters configuration for better dimensional precision is layer height 0.2mm, 20% of infill and 225°C of printing temperature are the ideal configuration. Keywords: Additive manufacturing, Fused Depositiom Modelling, 3D printing; 3D printing parameters; ABS.