Title

INFLUÊNCIA DA LARGURA DE LINHA NAS PROPRIEDADES EM TRAÇÃO DE PLA CF IMPRESSOS EM 3D POR FFF

INFLUENCE OF LINE WIDTH ON THE TENSILE PROPERTIES OF 3D-PRINTED PLA CF FABRICATED BY FFF

Authorship

MELO, SARAH CATHARINA VITALI DE; NEUBA, LUCAS DE MENDONÇA; MONTEIRO, SERGIO NEVES; NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

MELO, SARAH CATHARINA VITALI DE

I am this author

NEUBA, LUCAS DE MENDONÇA

I am this author

MONTEIRO, SERGIO NEVES

I am this author

NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

I am this author

DOI

10.5151/2594-5327-42677

Downloads

Abstract

A manufatura aditiva (AM), especialmente a técnica de fabricação por filamento fundido (FFF), tem se destacado como uma tecnologia versátil e acessível para o processamento de polímeros. Neste estudo, dois grupos de corpos de prova de PLA reforçado com fibra de carbono (PLA CF), fabricados por FFF, foram analisados para investigar a influência da largura da linha nas propriedades mecânicas sob carregamento de tração. Observou-se que, quando a largura da linha é significativamente maior que a altura da camada, as propriedades mecânicas se degradam devido a distorções dimensionais e baixa adesão durante a impressão. Esse comportamento é atribuído ao fato de que as linhas extrudadas deslocam lateralmente as linhas adjacentes, formando seções transversais curvas (semelhantes a uma hipérbole), em vez de preencherem eficientemente os espaços entre os caminhos. Imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostraram fratura frágil nas superfícies de ruptura, corroborando os resultados dos ensaios mecânicos. Além disso, os valores de resistência à tração foram significativamente inferiores aos relatados na literatura. Uma análise estatística ANOVA confirmou que as diferenças entre os grupos de amostras foram estatisticamente significativas. A literatura sugere que larguras de linha maiores que a altura da camada podem melhorar a adesão entre camadas; no entanto, os resultados obtidos indicam que larguras de linha excessivamente grandes comprometem as propriedades em tração.

ADDITIVE MANUFACTURING (AM), ESPECIALLY THE FUSED FILAMENT FABRICATION (FFF) TECHNIQUE, HAS STOOD OUT AS A VERSATILE AND ACCESSIBLE TECHNOLOGY FOR POLYMER PROCESSING. IN THIS STUDY, TWO GROUPS OF PLA REINFORCED WITH CARBON FIBER (PLA CF) SPECIMENS, FABRICATED BY FFF, WERE ANALYZED TO INVESTIGATE THE INFLUENCE OF LINE WIDTH ON MECHANICAL PROPERTIES UNDER TENSILE LOADING. IT WAS OBSERVED THAT WHEN THE LINE WIDTH IS SIGNIFICANTLY GREATER THAN THE LAYER HEIGHT, MECHANICAL PROPERTIES DEGRADE DUE TO DIMENSIONAL DISTORTIONS AND POOR ADHESION DURING PRINTING. THIS BEHAVIOR IS ATTRIBUTED TO THE FACT THAT THE EXTRUDED LINES LATERALLY DISPLACE ADJACENT ONES, FORMING CURVED CROSS-SECTIONS (SIMILAR TO A HYPERBOLA) INSTEAD OF EFFICIENTLY FILLING THE SPACES BETWEEN THE PATHS. SCANNING ELECTRON MICROSCOPY (SEM) IMAGES SHOWED BRITTLE FRACTURE ON THE BROKEN SURFACES, CORROBORATING THE MECHANICAL TEST RESULTS. ADDITIONALLY, THE TENSILE STRENGTH VALUES WERE SIGNIFICANTLY LOWER THAN THOSE REPORTED IN THE LITERATURE. AN ANOVA STATISTICAL ANALYSIS CONFIRMED THAT THE DIFFERENCES BETWEEN THE SAMPLE GROUPS WERE STATISTICALLY SIGNIFICANT. THE LITERATURE SUGGESTS THAT LINE WIDTHS GREATER THAN THE LAYER HEIGHT CAN ENHANCE INTERLAYER ADHESION; HOWEVER, THE RESULTS OBTAINED INDICATE THAT EXCESSIVELY LARGER LINE WIDTHS COMPROMISE TENSILE PROPERTIES.

Keywords

Manufatura aditiva (AM), Fabricação por filamento fundido (FFF), PLA CF (PLA com fibra de carbono)