Análise do comportamento tribológico de peças produzidas por manufatura aditiva

Abstract

Resumo: Até 2009 a tecnologia de impressão 3D era protegida por patentes, devido ao seu alto custo, somente grandes centros de pesquisa utilizavam a manufatura aditiva. Com a quebra da patente em 2009 esta tecnologia tem se tornado cada vez mais popular devido ao surgimento de opções de baixo custo e fácil utilização e a cada ano mais indústrias estão aderindo as tecnologias de manufatura aditiva e tornando suas fábricas mais inteligentes. Em paralelo, desenvolvimentos de novos materiais, em geral filamentos termoplásticos, estão sendo inseridos no mercado e desta forma tornam-se cada vez mais necessários estudos de caraterização experimental dos materiais para fornecer dados técnicos aos utilizadores. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o comportamento tribológico de peças poliméricas de ABS produzidas por impressão 3D FDM e sua relação com o parâmetro de processo orientação de impressão. Para isto foram impressos corpos de prova utilizando-se a tecnologia de modelagem por fusão e deposição (FDM) e estes foram submetidos a ensaios de desgaste pino sobre disco, conforme norma ASTM G99. Os resultados obtidos mostraram que as amostras impressas na orientação vertical apresentaram maiores valores de desgaste que as amostras impressas na orientação horizontal, isto ocorreu devido à presença de trincas entre as camadas de deposição do material polimérico da peça. Com a análise da superfície de desgaste foi possível identificar o desgaste interfacial nas amostras impressas na orientação horizontal devido à presença do mecanismo adesivo e nas amostras impressas na orientação vertical identificou-se o desgaste coesivo com a presença do mecanismo abrasivo. Palavras-chave: Manufatura aditiva; Modelagem por fusão e deposição; Impressão 3D; ABS; Desgaste.

Abstract: Until 2009, 3D printing technology was protected by patents, due to its high cost, only large research centers used additive manufacturing. With the patent breaking in 2009, this technology has become increasingly popular due to the emergence of low cost and easy to use options and each year more industries are adhering to additive manufacturing technologies and making their factories smarter. In parallel, developments of new materials, in general thermoplastic filaments, are being introduced on the market and, thus, experimental characterization studies of the materials are becoming increasingly necessary to provide technical data to users. The objective of this work was to characterize the tribological behavior of ABS polymeric parts produced by 3D FDM printing and its relationship with the process parameter of printing orientation. For this, specimens were printed using fusion and deposition modeling technology (FDM) and these were subjected to pin-to-disc wear tests, according to ASTM G99. The results obtained showed that the samples printed in the vertical orientation presented higher wear values than the samples printed in the horizontal orientation, this occurred due to the presence of cracks between the deposition layers of the polymeric material of the piece. With the analysis of the wear surface it was possible to identify the interfacial wear in the printed samples in the horizontal orientation due to the presence of the adhesive mechanism and in the printed samples in the vertical orientation the cohesive wear was identified with the presence of the abrasive mechanism. Key Words: Additive manufacturing; Fused deposition modeling; 3D printing; ABS; Wear.