CARACTERIZAÇÃO DE MATERIAIS FABRICADOS POR MANUFATURA ADITIVA PARA EMPREGO EM DISPOSITIVOS DE USINAGEM DE PEÇAS AERONÁUTICAS

Abstract

A impressão 3D ou manufatura aditiva, também conhecida como prototipagem rápida, é uma forma de tecnologia de manufatura aditiva onde um modelo tridimensional é criado por sucessivas camadas de material. Este processo ganhou espaço no mercado mundial pela sua rapidez na fabricação de peças e quando comparado com outros processos de fabricação como usinagem e fundição tem se uma redução no consumo de matéria prima, pelo pouco ou quase nenhum desperdício na produção de peças. No processo de impressão de peças utiliza-se a linguagem CAD (Computer Aided Design) e CAM (Computer Aided Manufacturing) para realizar as impressões tridimensionais. Desde a primeira impressora 3D ter sido criada nos anos 80 esta prática vem se aperfeiçoando e ganhando espaço no mercado, podendo realizar atualmente impressões com mais de 250 materiais diferentes, entre eles: titânio, plástico, vidro entre outros. Dentre tantas possibilidades de uso, identificou-se que os toolings, dispositivos que auxiliam na usinagem de peças afim de reduzir o tempo de fabricação, são ferramentas possíveis de serem obtidos a partir do uso de impressão 3D. Atualmente os toolings são fabricados em alumínio aeronáutico. Com base neste cenário, o objetivo desta pesquisa é realizar o estudo do comportamento mecânico de dois materiais poliméricos: Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS), Ácido Poliláctico (PLA) obtidos por impressão 3D do tipo FDM (Fused Deposition Modeling) e compará-los ao de alumínio da liga 7075-T651 a fim de identificar potencialidades de substituição do material original. Corpos de prova dos polímeros foram impressos e caracterizados por tração, compressão, abrasão e impacto tipo charpy. Em uma bancada fabricada especialmente para simular o envelhecimento, as amostras poliméricas de ABS e PLA, foram imersas e submetidas a um jato, utilizando-se um fluido de corte similar ao empregado na usinagem de peças aeronáuticas. O objetivo desse experimento é identificar a influência deste fluido sobre as propriedades mecânicas dos polímeros em estudo.Os resultados encontrados após os ensaios mecânicos mostram que o fluido de corte utilizado para o experimento de envelhecimento alterou as propriedades mecânicas dos polímeros. Em relação ao PLA teve um aumento na sua tensão máxima e de ruptura e manteve-se estável em relação ao escoamento e, o ABS teve uma diminuição na sua tensão máxima, aumento na tensão de ruptura e tensão de escoamento.