Modelagem computacional de impressão tridimensional de concreto com o método dos elementos discretos.

• Main Author: Avancini, Victor Hugo Morais
• Publication Date: 2024
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Download full: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3144/tde-27052025-110226/
• topic: 3D printing; Additive manufacturing; Discrete Element Method (DEM); Impressão 3D; Manufatura aditiva; Método dos Elementos Discretos; Particles; Partículas

Nos últimos anos, a manufatura aditiva, ou impressão 3D, tem revolucionado diversos setores, desde a medicina até a indústria aeroespacial. O uso da impressão 3D também está sendo iniciado na construção civil, destacando as técnicas como Contour Crafting, Concrete Printing e D-Shape. Essas abordagens baseiam-se no processamento de misturas complexas compostas por partículas sólidas suspensas em um fluido, caracterizando um escoamento carregado com partículas (particle-laden flow). No caso da impressão 3D de concreto, esse fluxo é composto por pequenas partículas sólidas, como areia e cimento, dispersas em uma matriz fluida - essenciais na formulação das argamassas e concretos utilizados. O entendimento detalhado de como essas partículas interagem mecanicamente durante a impressão 3D é essencial para otimizar o processo e assegurar a qualidade dos elementos fabricados. Neste contexto, o Método dos Elementos Discretos (MED) emerge como uma ferramenta que permite simular e estudar o comportamento dessas partículas em detalhes, fornecendo insights valiosos para melhorar a técnica de impressão 3D de concreto. O objetivo desse trabalho é implementar um modelo numérico para a simulação de processos de impressão 3D de concreto. A abordagem é baseada no MED, combinando-o com o chamado modelo Discreto de Concreto Fresco (DFC). A formulação do modelo DFC é baseada em equações constitutivas viscoelásticas, representando a interação entre partículas de agregado incorporadas em uma fina camada de argamassa cimentícia.