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INFLUÊNCIA DA VISCOSIDADE ELONGACIONAL DO ABS NA IMPRESSÃO 3D POR FDM
Lidiane Cristina Costa, Caroline da Silva Ferreira

Última alteração: 2021-03-18

Resumo


A manufatura aditiva é um processo de junção de materiais para obtenção de objetos a partir de um modelo 3D, por deposição de camadas. Suas máquinas, conhecidas como impressoras 3D, são encontradas em diversos ambientes. A modelagem por deposição de fundido (FDM®) é a mais comum dessa tecnologia. O poli(acrilonitrila-butadieno-estireno), ABS, é o termoplástico mais utilizado na técnica de FDM® e contém três diferentes monômeros: acrilonitrila, butadieno e estireno. As características durante o fluxo do ABS são afetadas por seus parâmetros estruturais, assim o teor de cada monômero presente em sua composição influencia tais características. Os estudos reológicos do comportamento viscoelástico do ABS em seu estado fundido é fundamental para compreender seu processamento. Assim, este projeto teve como objetivo estudar a influência da componente elástica do ABS, sob fluxo cisalhante e elongacional, durante a impressão 3D por FDM®.  Foram avaliados os efeitos de diferentes teores de Butadieno nas propriedades reológicas do ABS e na qualidade final das peças impressas, em diferentes grades do termoplástico. Para isso, os teores do comonômero de Butadieno para diferentes grades ABS EX 58 e ABS MG 94, assim como dos comonômeros Acrilonitirila e Estireno, foram calculados através de medidas de Espectroscopia de Infravermelho - FTIR e as propriedades reológicas para os grades de ABS foram medidas em reômetro de placas paralelas. Os filamentos utilizados para as impressões 3D foram produzidos em extrusora de rosca dupla co-rotacional (L/D=25). Os padrões para aferir a qualidade de impressão foram confeccionados utilizando uma impressora 3D, da marca Sethi 3D e modelo S3, que atua pela tecnologia FDM®. A qualidade de impressão dos padrões foi avaliada por medidas dimensionais, aferidas com paquímetro, de detalhes impressos para o barco #3DBenchy e as dimensões do cubo XYZ de 20mm.

Por meio da técnica de FTIR, os teores do comonômero de Butadieno encontrados foram de 24,91% para o ABS EX 58 e 14,09% para o ABS MG 94, com os teores dos demais comonômeros relativamente próximos entre eles. Obteve-se filamentos contínuos com 1,75 mm de diâmetro para a impressão. As propriedades reológicas dinâmicas e sob baixas taxas de cisalhamento foram avaliadas, observando uma resistência no estado fundido e uma componente elástica, G’, superior para o ABS EX 58. Obtiveram-se peças impressas para os dois grades, com uma maior qualidade dos impressos observada para a amostra do ABS EX 58, com maior precisão dimensional e superfície de menor rugosidade quando comparado aos padrões impressos do ABS MG 94. Portanto, foram obtidas peças impressas para grades de ABS diferentes, em que uma maior qualidade dos impressos foi observada para a amostra do ABS EX 58, com maior teor do comonômero elastomérico. Com isso foi possível estabelecer uma certa relação com maiores valores de viscosidade e de sua componente elástica, que se relaciona com uma melhor adesão entre as camadas e por consequência superior qualidade final de impressão com as características químicas do ABS.


Palavras-chave


ABS, Impressão 3D, viscosidade elongacional

Referências


Sanchez, L. C. Investigação reológica e mecânica de polímeros utilizados em processo de impressão 3D por FDM. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Universidade Federal de São Carlos. São Carlos, Brasil, 2018.

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