Projeto aberto de um cabeçote customizado vertical baseado em extrusão por monorosca

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Santos, Luiz Eduardo Frezzatto
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: additive manufacturing; cabeçote miniaturizado; design; extrusão; extrusion; functional prototype; manufatura aditiva; medição de temperatura; miniaturized printhead; polímeros; powder melt; projeto; protótipo funcional; temperature measures
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-21032023-083952/

O objetivo deste trabalho foi aprimorar e customizar dentro do conceito de manufatura aberta, o projeto de um cabeçote de extrusão vertical miniaturizado baseado em monorosca, para aplicação em manufatura aditiva. Cabeçotes de extrusão assistidos tiveram grande impulso no final dos anos 2000, com objetivo inicial de expandir a variedade de materiais para uso em impressoras 3D, reduzir os custos associados à fabricação da matéria-prima e aumentar a taxa de deposição de material, quando comparada com cabeçotes tradicionais alimentados por matéria-prima filamentar. Diversos estudos podem ser identificados no empenhos do desenvolvimento deste tipo de equipamentos muitas vezes realizados de forma assistemática do ponto de vista de projeto de engenharia sem uma correlação com características técnicas dos materiais escolhidos. Desta maneira, o presente estudo apresenta a proposta de melhoria de um cabeçote de extrusão com foco no reprojeto do sistema de transmissão e sistema de aquisição de temperatura priorizando a facilidade de manufatura dos componentes de maneira modular e avaliar sua capacidade de extrusão por meio de estimativas entre as relações de velocidades de rotação e vazão de material. A avaliação dos dados experimentais advindos do processamentos de materiais permitiram correlacionar a capacidade de funcionamento do equipamento com extrusoras horizontais amplamente utilizadas na indústria de polímeros. Além disso a predileção pelo uso de materiais de fácil obtenção para a manufatura dos componentes e montagem do sistema permite alta replicabilidade para uso do sistema em laboratórios e grupos de pesquisa para diversas aplicações.