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http://hdl.handle.net/1843/73722
Tipo: | Tese |
Título: | Caracterização experimental de compósitos termoplásticos para uso em processos de manufatura aditiva |
Autor(es): | Andrea Del Pilar Fabra Rivera |
primer Tutor: | Juan Carlos Campos Rubio |
primer Co-tutor: | Frederico de Castro Magalhães |
primer miembro del tribunal : | Adriana Silva França |
Segundo miembro del tribunal: | Júlio Cesar dos Santos |
Tercer miembro del tribunal: | Juan Carlos Horta Gutierrez |
Cuarto miembro del tribunal: | Paulo Eustaquio de Faria |
Quinto miembro del tribunal: | Wanderson de Oliveira Leite Luciano Machado Gomes Vieira |
Resumen: | Neste trabalho, estudou-se a influência do reforço e da orientação de impressão no comportamento mecânico dos corpos de prova manufaturados com filamentos de PLA/20% em peso de Al (micropartículas de alumínio), PLA/20% em peso de FC (Fibra curta de carbono) e PLA/ 20% em peso de FV (Fibra curtas de vidro). Os corpos de prova foram manufaturados usando-se a tecnologia de modelagem de deposição fundida (FDM). Foram realizados ensaios para analisar o comportamento mecânico dos materiais estudados, em tração, compressão e flexão em quatro pontos. Os resultados obtidos nos ensaios mecânicos dos corpos de prova manufaturados com materiais compósitos foram comparados com os resultados do comportamento mecânico do PLA puro, revelando que a influência do tipo de reforço, nomeadamente fibras curtas ou micropartículas, é significativa. A maior resistência à tração foi observada para o PLA puro, com uma orientação de impressão de 45°/-45° (50,83 MPa), e o maior módulo de elasticidade para o PLA-Al, com uma orientação de impressão de 0°/90° (3,25 GPa). O PLA puro 0°/90° apresentou a maior resistência à compressão (65,55 MPa) e o maior módulo de elasticidade (1,53 GPa). O maior valor de resistência à flexão pode ser observado para os corpos de prova de PLA-FV com orientação de impressão 0°/90° (17,79 MPa). Houve evidência de um aumento na resistência à flexão para os corpos de prova de PLA-FV 0°/90° de 24,23% e 18,52%, em comparação com para os corpos de prova de PLA puro 0°/90° e PLA-FC 0°/90°, respectivamente. Além disso, os tipos de fratura e o comportamento das partículas de alumínio, das fibras de carbono e das fibras de vidro, na matriz de PLA, foram avaliados por meio da análise de microscopia eletrônica de varredura. A deformação dos corpos de prova manufaturados de PLA puro, PLA-FV, PLA-FC e PLA-Al foram analisada mediante a aplicação da técnica de correlação digital de imagem (CDI), e os resultados adquiridos por meio da técnica CDI foram comparados com valores obtidos dos ensaios de flexão em quatro pontos. |
Abstract: | In this work, was studied the influence of reinforcement and printing orientation on the mechanical behavior of specimens manufactured with filaments of PLA/20 wt% Al (aluminum microparticles), PLA/20 wt% FC (short carbon fiber) and PLA/20 wt% FV (short glass fiber). The specimens were manufactured using fused deposition modeling (FDM) technology. Tests were carried out to analyze the mechanical behavior of the materials studied, in tensile, compression and flexion at four points. The results obtained in the mechanical tests of the specimens manufactured with composite materials were compared with the results of the mechanical behavior of pure PLA, revealing that the influence of the type of reinforcement, namely short fibers or spherical microparticles, is evident. The highest tensile strength was shown for pure PLA, with a print orientation of 45°/-45° (50.83 MPa), and the highest Young's modulus for PLA-Al, with a print orientation of 0 °/90° (3.25 GPa). Pure 0°/90° PLA had the highest compressive strength (65.55 MPa) and the highest Young's modulus (1.53 GPa). The highest flexural strength value can be observed for PLA-FV specimens with 0°/90° (17.79 MPa) print orientation. There was evidence of an increase in flexural strength for 0°/90° PLA-FV samples of 24.23% and 18.52%, compared to 0°/90° pure PLA and 0°/90° PLA-FC samples, respectively. Furthermore, the fracture types and behavior of aluminum particles, carbon fibers, and glass fibers in the PLA matrix were evaluated by scanning electron microscopy analysis. The deformation of the specimens manufactured from pure PLA, PLA-FV, PLA-FC, and PLA- Al was analyzed using the digital image correlation (DIC) technique. The results obtained by DIC were compared with values obtained from four-point bending tests." |
Asunto: | Engenharia mecânica Compósitos poliméricos - Propriedades mecânicas Termoplásticos Manufatura aditiva Resistência de materiais |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Sigla da Institución: | UFMG |
Departamento: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA |
Curso: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |
Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/73722 |
Fecha del documento: | 18-jul-2024 |
Aparece en las colecciones: | Teses de Doutorado |
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