Title

AVALIAÇÃO MORFOLÓGICA DE AMOSTRAS EM GEOMETRIA AUXÉTICA PRODUZIDAS POR MANUFATURA ADITIVA

MORPHOLOGICAL EVALUATION OF SAMPLES WITH AUXETIC GEOMETRY PRODUCED BY ADDITIVE MANUFACTURING

Authorship

JUNIO, RAÍ FELIPE PEREIRA; FONTES, JOSÉ CARLOS FERREIRA; SILVA, DOUGLAS SANTOS; CÊA, BERNARDO SOARES AVILA DE; MONTEIRO, SERGIO NEVES; NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

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SILVA, DOUGLAS SANTOS

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CÊA, BERNARDO SOARES AVILA DE

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MONTEIRO, SERGIO NEVES

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NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

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DOI

10.5151/2594-5327-41912

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Abstract

Este trabalho apresenta a avaliação morfológica de compósitos em geometria auxética produzidos por manufatura aditiva (MA) via processamento digital de luz (DLP), com incorporação de fibras naturais de juta (Corchorus capsularis). As estruturas auxéticas, caracterizadas por apresentarem Coeficiente de Poisson Negativo (CPN), foram projetadas em geometria reentrante hexagonal e confeccionadas com diferentes frações mássicas de fibras de juta (2,0%, 2,5% e 3,0%). As fibras foram previamente moídas, classificadas por granulometria e incorporadas à resina fotopolimerizável, sendo a impressão realizada em impressora DLP com ajustes específicos para compósitos. A avaliação morfológica foi conduzida por microscopia eletrônica de varredura (MEV), permitindo observar a qualidade da impressão, a dispersão das fibras e a integridade da geometria auxética. Os resultados evidenciam que a tecnologia DLP é eficaz na reprodução de geometrias complexas com boa integração matriz-fibra, especialmente em frações mais baixas. Contudo, em maiores concentrações de fibra, observou-se aglomeração e exposição superficial, o que pode afetar o desempenho mecânico. A MEV revelou também a manutenção da geometria auxética e a boa definição das células unitárias, reforçando o potencial da combinação entre fibras naturais e MA para aplicações estruturais e funcionais.

THIS WORK PRESENTS THE MORPHOLOGICAL EVALUATION OF COMPOSITES WITH AUXETIC GEOMETRY PRODUCED BY ADDITIVE MANUFACTURING (AM) VIA DIGITAL LIGHT PROCESSING (DLP), INCORPORATING NATURAL JUTE FIBERS (CORCHORUS CAPSULARIS). THE AUXETIC STRUCTURES, CHARACTERIZED BY EXHIBITING A NEGATIVE POISSON’S RATIO (NPR), WERE DESIGNED WITH A RE-ENTRANT HEXAGONAL GEOMETRY AND FABRICATED WITH DIFFERENT MASS FRACTIONS OF JUTE FIBERS (2.0%, 2.5%, AND 3.0%). THE FIBERS WERE PREVIOUSLY GROUND, SIEVED BY GRANULOMETRY, AND INCORPORATED INTO A PHOTOPOLYMER RESIN. THE PRINTING PROCESS WAS CARRIED OUT USING A DLP PRINTER WITH PARAMETERS ADAPTED FOR COMPOSITE PRODUCTION. MORPHOLOGICAL EVALUATION WAS PERFORMED USING SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM), ENABLING THE OBSERVATION OF PRINT QUALITY, FIBER DISPERSION, AND THE INTEGRITY OF THE AUXETIC GEOMETRY. THE RESULTS DEMONSTRATE THAT THE DLP TECHNOLOGY IS EFFECTIVE IN REPLICATING COMPLEX GEOMETRIES WITH GOOD MATRIX–FIBER INTEGRATION, PARTICULARLY AT LOWER FIBER CONCENTRATIONS. HOWEVER, AT HIGHER FIBER CONTENTS, AGGLOMERATION AND SURFACE EXPOSURE WERE OBSERVED, WHICH MAY AFFECT MECHANICAL PERFORMANCE. SEM ANALYSIS ALSO CONFIRMED THE PRESERVATION OF AUXETIC GEOMETRY AND THE WELL-DEFINED UNIT CELLS, REINFORCING THE POTENTIAL OF COMBINING NATURAL FIBERS AND AM FOR STRUCTURAL AND FUNCTIONAL APPLICATIONS.

Keywords

Manufatura Aditiva, Compósitos com Fibras Naturais, Fibras de Juta.