ISSN 2594-4711
24º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas — Vol. 24 , num. 24 (2026)
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Resumo
A manufatura aditiva por Modelagem por Deposição Fundida (FDM) tem sido amplamente empregada na produção de componentes estruturais, exigindo compreensão do comportamento mecânico e da durabilidade dos materiais utilizados. Este trabalho avaliou o desempenho de corpos de prova de poli(ácido lático) (PLA) e acrilonitrila butadieno estireno (ABS), produzidos com 30% de preenchimento em padrão Giroide (TPMS), por meio de ensaios de tração uniaxial conforme a ASTM D638 e análises de absorção de umidade. Os resultados mostraram que o PLA apresentou maiores valores de tensão máxima em comparação ao ABS, indicando maior rigidez estrutural proporcionada pela geometria Giroide. Entretanto, o material exibiu comportamento predominantemente frágil durante a fratura. Em relação à absorção de umidade, o PLA registrou ganho de massa de 0,0239 g após três semanas, enquanto o ABS apresentou apenas 0,0022 g, evidenciando maior suscetibilidade do PLA à degradação induzida pela umidade. A elevada área superficial e a estrutura interconectada do padrão Giroide favorecem a difusão de água para o interior das peças, potencializando processos de plastificação e degradação da matriz polimérica. Dessa forma, o ABS demonstrou maior estabilidade dimensional e resistência ambiental, enquanto o PLA requer condições de uso mais controladas. Os resultados contribuem para a seleção de materiais e geometrias em aplicações estruturais produzidas por manufatura aditiva.
Fused Deposition Modeling (FDM) has been widely employed for the fabrication of structural components, requiring a comprehensive understanding of both mechanical performance and material durability. This study evaluated the behavior of polylactic acid (PLA) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS) specimens manufactured with 30% gyroid infill, a Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) geometry, through uniaxial tensile testing according to ASTM D638 and moisture absorption analyses. The results showed that PLA achieved higher maximum tensile stress than ABS, indicating greater structural stiffness provided by the gyroid architecture. However, PLA exhibited a predominantly brittle fracture behavior. Regarding moisture absorption, PLA showed a mass gain of 0.0239 g after three weeks of exposure, whereas ABS absorbed only 0.0022 g, demonstrating significantly greater resistance to moisture-induced degradation. The high specific surface area and interconnected network of the gyroid structure facilitate water diffusion into the interior of the printed parts, enhancing matrix plasticization and degradation mechanisms. Consequently, ABS exhibited superior dimensional stability and environmental resistance, while PLA requires more controlled service conditions. These findings provide valuable insights for material selection and geometric design in additively manufactured structural applications, highlighting the trade-off between mechanical performance and environmental durability.
Palavras-chave
Manufatura Aditiva, TPMS, Giroide
Additive Manufacturing, (TPMS), Gyroid
Como citar
Pedroti, João Pedro Sabiá; Jacobovicz, Eli; Woll, Eduardo Otero; Silva, Kaio Mendes de Carvalho e; Soares, Lucas Alexandre; Telles, Lucas Souza; Cunha, Bruno Sousa da; Dias, Clarissa de Paula; Candido, Verônica Scarpini.
Análise avançada da degradação higromecânica em arquiteturas TPMS (giroide): Estudo comparativo de matrizes de PLA e ABS obtidas por manufatura aditiva,
p. 1018-1027.
In: 24º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-4711, DOI 10.5151/2594-4711-43823
