Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Oliveira, Sanches Ismael de
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/6059217153629714, https://orcid.org/0000-0001-5181-5419
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Faculdade de Tecnologia; Brasil; UFAM; Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
• Palavras-chave em Português: Nanocompósitos (Materiais); Drone; Hélices; ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA; Nanocompósito; Manufatura aditiva; DOE; Simulação numérica
• Link de acesso: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9920

O uso de drones atualmente está crescendo exponencialmente, seja para atividades recreativas ou comerciais, e um dos grandes problemas é o acesso a alguns componentes como a hélice. Normalmente tem uma construção frágil e os valores podem ser elevados, dificultando o acesso a esse item, que é fundamental para um bom uso do drone. O trabalho tem como objetivo obter nanocompósitos poliméricos poliácidoláctico e nanotubo de carbono visando a aplicação em hélices de drones produzidas por meio da impressão 3D. Na literatura há ainda informações muito limitadas disponíveis sobre a incorporação de NTC funcionalizado em peças de PLA impressas em 3D produzidas pela FDM (Fused Deposition Modeling). Neste trabalho, um filamento à base de compósitos de Poli (ácido lático) – PLA / nanotubo de carbono (NTC) foi preparado para o processo de modelagem por deposição fundida (FDM). Os efeitos do teor de NTC, variação de temperatura e variação de rotação das roscas da extrusora foram aplicados na ferramenta Design of Experiments (DOE), onde foram encontrados os principais fatores que contribuem para a qualidade do filamento, com foco na resistência mecânica. Por meio dessa ferramenta foi possível chegar a um ponto ótimo para resistência mecânica do material, onde apresentou um valor de 48,87 MPa, 43,17% acima do valor inicial, de 27,77 MPa. Pela da curva de superfície de resposta, foi observada a região onde pode ser encontrado novos filamentos com valores de resistência mecânico semelhantes ao encontrado neste trabalho. Os resultados demonstram que o teor de NTC, a rotação das roscas da extrusora e a temperatura da extrusora, influenciam diretamente a qualidade dos filamentos. Os dados encontrados nas curvas de TG e DTG, permite observar que a adição de NTC 0,6%, em peso não modifica significativamente a resistências à degradação do PLA, mesmo havendo uma pequena diferença nas temperaturas. Sendo o principal motivo dessas alterações a dispersão do NTC sobre a matriz de PLA e aglomeração do NTC. O nanocompósito encontrado assemelha-se mecanicamente a outros materiais utilizados na fabricação a injeção plástica de hélices de drones, tornando este um forte concorrente para a fabricação via manufatura aditiva FDM. Por meio da simulação demonstrada é possível confirmar a aplicação do material desenvolvido na fabricação de hélices de drones, facilitando o acesso e possibilitando novas oportunidades aos usuários.