Projeto de uma miniextrusora dupla-rosca corrotativa vertical para aplicação em manufatura aditiva (2017)
- Authors:
- Autor USP: NETTO, JOAQUIM MANOEL JUSTINO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- Subjects: IMPRESSÃO; IMAGEM 3D; MANUFATURA; EXTRUSÃO
- Keywords: Projeto de rosca; Extrusão dupla-rosca; Impressão 3D; Cabeçote intercambiável
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: o objetivo deste trabalho é avaliar a viabilidade técnica do desenvolvimento de uma miniextrusora dupla-rosca corrotativa que, além de processar a matéria-prima, possa exercer a função de um cabeçote de impressão 3D. Os avanços tecnológicos na área da manufatura relacionados à impressão 3D têm gerado grande entusiasmo nos últimos 10 anos, na medida em que possibilitam a fabricação de formas geométricas de alta complexidade diretamente a partir de arquivos digitais, agilizando a cadeia de produção e reduzindo custos de ferramental associados. Apesar das inúmeras vantagens, a Manufatura Aditiva (MA) ainda é uma tecnologia em desenvolvimento e, portanto, apresenta desafios para que possa realmente atender às novas demandas criadas pela comunidade científica e industrial, muitos deles relacionados com a busca por novos materiais de impressão, com a melhoria dos materiais utilizados, das estratégias de deposição visando menor tempo de fabricação e maior precisão dimensional e com a ausência de padronização para os processos. As tendências no desenvolvimento de materiais para as técnicas de MA por extrusão apontam tanto para a elaboração de compósitos de matriz polimérica e blendas capazes de conferir propriedades mecânicas mais apropriadas às impressões ej ou proporcionar novas funcionalidades, quanto para o desenvolvimento de sistemas que possibilitem a deposição de matérias-primas diferenciadas ou a incorporação de soluções de pós-processamento para compor sistemas híbridos de manufatura. Nesse contexto, a principal motivação deste trabalho é a ausência de um equipamento para produção de compósitos poliméricos e blendas a partir pequenas quantidades de material em pó (cerca de 200 g) e que também seja capaz de estruturar objetos tridimensionais por meio da deposição de camadas sucessivas de material fundido.A fim de obter o conjunto de parâmetros geométricos e operacionais fundamentais para a definição e avaliação da miniextrusora dupla-rosca, houve a necessidade de se desenvolver um procedimento sistemático integrando conceitos de projeto de máquinas, processo de extrusão dupla-rosca e reologia aplicados ao contexto da MA. O método de projeto resultante considera requisitos funcionais e restrições geométricas específicas, conciliando a necessidade de manter uma folga constante entre as roscas com a desejada ação de autolimpeza obtida por meio da interpenetração das mesmas. A capacidade de processar o material viscoso com o torque fornecido às roscas, requisito crítico a ser atendido, foi avaliada teoricamente para o ABS (acrilonitrila butadieno estireno) virgem e validada experimentalmente para três sistemas baseados em ABS com auxílio de um reômetro de torque. Ao final do estudo, foi obtido um modelo geométrico virtual de dimensões reduzidas (69,6x75x201 mm) e na sequência doi construído um mock-up com auxílio da impressão 3D para avaliação das tolerâncias dimensionais, cinemática e funcionalidades básicas do conjunto. Estima-se que a miniextrusora projetada, operando a 10 rpm, seja capaz de processar até 0,2 kg/h e gerar 60% do calor necessário para a fusão (ABS), mostrando-se viável para aplicação como cabeçote intercambiável de impressão 3D destinado à pesquisa de novos materiais para MA.
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2017
- Data da defesa: 28.07.2017
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ABNT
JUSTINO NETTO, Joaquim Manoel. Projeto de uma miniextrusora dupla-rosca corrotativa vertical para aplicação em manufatura aditiva. 2017. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2017. Disponível em: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-03072019-110019/. Acesso em: 13 fev. 2026. -
APA
Justino Netto, J. M. (2017). Projeto de uma miniextrusora dupla-rosca corrotativa vertical para aplicação em manufatura aditiva (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-03072019-110019/ -
NLM
Justino Netto JM. Projeto de uma miniextrusora dupla-rosca corrotativa vertical para aplicação em manufatura aditiva [Internet]. 2017 ;[citado 2026 fev. 13 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-03072019-110019/ -
Vancouver
Justino Netto JM. Projeto de uma miniextrusora dupla-rosca corrotativa vertical para aplicação em manufatura aditiva [Internet]. 2017 ;[citado 2026 fev. 13 ] Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18146/tde-03072019-110019/ - Development of an innovative additive manufacturing equipment containing a co-rotating twin screw extrusion unit
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