Dinâmica de eixos rotativos construídos por manufatura aditiva de extrusão de ABS (2024)
- Authors:
- Autor USP: PINHATA, GUSTAVO MARCELO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-06012025-111702
- Subjects: MANUFATURA ADITIVA; DINÂMICA DE MÁQUINAS; ROTOR; IMPRESSÃO 3-D; EXTRUSÃO
- Keywords: Análise experimental; Anisotropia; Dinâmica de rotores; Resposta ao desbalanço; Vibração paramétrica
- Language: Português
- Abstract: Este trabalho apresenta um estudo do comportamento dinâmico de um rotor constituído de disco e eixo impresso em 3D. Analisa-se o comportamento da resposta ao desbalanço, comparando-se o efeito dinâmico de peças produzidas pelo processo de extrusão de ABS com peças produzidas a partir da usinagem de uma barra redonda de ABS. Além disso, compara-se o efeito dinâmico relacionado à variação das propriedades mecânicas na seção transversal em direções ortogonais (ortotropia) para diferentes densidades de preenchimento: 100%, 50% e 25% e variação da direção de preenchimento em relação ao eixo longitudinal, ou seja ângulos raster de [0º] (impressão axial) e [45º/-45º] (impressão cruzada). Apresentam-se as análises numéricas baseadas em elementos finitos do comportamento de um rotor utilizado em um equipamento de pequeno porte e baixo torque trabalhando na posição vertical, sendo analisado inicialmente o comportamento dinâmico de um rotor sem ortotropia, e depois considerando-se a ortotropia do eixo do rotor. As análises numéricas do comportamento dinâmico dos rotores ortotrópicos indicaram a presença de ressonâncias paramétricas e regiões de instabilidade para a resposta do desbalanço. Os ensaios experimentais dos eixos impressos em 3D e dos eixos maciços usinados, realizados na bancada de testes considerando a montagem de um rotor em balanço na posição horizontal sendo ensaiado para a resposta do desbalanço, mostraram que: os eixos com 100% de densidade de preenchimento e direçõesde impressão de [0º] e de [45º/-45º] apresentam comportamento dinâmico similar ao de eixos maciços usinados; a ortotropia do eixo causa o aparecimento de ressonância paramétrica e ressonância devido à ação da gravidade, apresentando uma maior influência com a diminuição da densidade de preenchimento, e sendo mais significativa para a direção de impressão a [45º/-45º]. Estes resultados são consequência da maior razão de dissimetria (maior ortotropia) dos eixos com menor densidade de preenchimento. O comportamento dinâmico dos eixos com densidade de preenchimento de 100% é semelhante ao dos eixos maciços usinados. Assim, eixos impressos com 100% de preenchimento mostram-se uma alternativa viável para peças de reposição em equipamentos de pequeno porte e baixo torque. A impressão 3D destaca-se como uma solução mais simples e prática em comparação à usinagem, especialmente quando se trata da fabricação de uma única peça ou de pequenos lotes
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
- Data da defesa: 14.11.2024
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
PINHATA, Gustavo Marcelo. Dinâmica de eixos rotativos construídos por manufatura aditiva de extrusão de ABS. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-06012025-111702/. Acesso em: 11 jan. 2026. -
APA
Pinhata, G. M. (2024). Dinâmica de eixos rotativos construídos por manufatura aditiva de extrusão de ABS (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-06012025-111702/ -
NLM
Pinhata GM. Dinâmica de eixos rotativos construídos por manufatura aditiva de extrusão de ABS [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-06012025-111702/ -
Vancouver
Pinhata GM. Dinâmica de eixos rotativos construídos por manufatura aditiva de extrusão de ABS [Internet]. 2024 ;[citado 2026 jan. 11 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18162/tde-06012025-111702/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-06012025-111702 (Fonte: oaDOI API)
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