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
Este estudo investiga a influência das geometrias de preenchimento Gyroid e Zigzag no comportamento mecânico, na absorção de água e na morfologia de fratura de corpos de prova de poli(ácido lático) (PLA) produzidos por manufatura aditiva do tipo FDM, com 30% de densidade interna. O PLA foi selecionado por sua ampla aplicação em impressão 3D, associada à boa processabilidade, rigidez e origem renovável. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de tração para determinação da resistência à ruptura, resistência máxima, limite de escoamento e deformação máxima. Paralelamente, foi realizado ensaio de absorção de água por imersão durante três semanas, com monitoramento semanal da massa. A análise fratográfica por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foi empregada para avaliar os mecanismos de falha do PLA após a ruptura. Os resultados indicaram que o preenchimento Gyroid apresentou maior resistência à ruptura, atingindo 18,88 MPa, enquanto o Zigzag apresentou 7,33 MPa. As resistências máxima e de escoamento foram próximas para ambas as geometrias. No ensaio de absorção, o Zigzag apresentou maior ganho de massa, com 4,73%, frente a 2,00% do Gyroid. As micrografias evidenciaram superfícies de fratura planas, trincas e ausência de deformação plástica expressiva, confirmando o comportamento frágil do PLA. Conclui-se que a geometria Gyroid apresenta desempenho mais adequado para aplicações que exigem maior resistência à ruptura e menor absorção de umidade.[1]
This study investigates the influence of Gyroid and Zigzag infill geometries on the mechanical behavior, water absorption, and fracture morphology of poly(lactic acid) (PLA) specimens produced by FDM-type additive manufacturing with 30% internal density. PLA was selected due to its wide use in 3D printing, associated with good processability, stiffness, and renewable origin. The specimens were subjected to tensile tests to determine fracture strength, maximum strength, yield strength, and maximum deformation. In parallel, a water absorption test was carried out by immersion for three weeks, with weekly mass monitoring. Fractographic analysis by Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed to evaluate the PLA failure mechanisms after rupture. The results indicated that the Gyroid infill presented higher fracture strength, reaching 18.88 MPa, while the Zigzag infill reached 7.33 MPa. Maximum strength and yield strength were similar for both geometries. In the absorption test, the Zigzag geometry showed greater mass gain, with 4.73%, compared to 2.00% for the Gyroid geometry. The micrographs revealed flat fracture surfaces, cracks, and absence of significant plastic deformation, confirming the brittle behavior of PLA. It is concluded that the Gyroid geometry presents more suitable performance for applications requiring higher fracture strength and lower moisture absorption.
Palavras-chave
PLA, Impressão 3D por FDM, Gyroid, Zigzag, Ensaio de tração, Absorção de água
PLA, FDM 3D printing, Gyroid, Zigzag, Tensile test, Water absorptionPLA, Impressão 3D por FDM, Gyroid, Zigzag, Ensaio de tração, Absorção de água
Como citar
Woll, Eduardo Otero; Silva, Kaio Mendes de Carvalho e; Soares, Lucas Alexandre; Telles, Lucas Souza; Jacobovicz, Eli; Pedroti, Jõao Pedro Sabiá; Cunha, Bruno Sousa da; Dias, Clarissa de Paula; Candido, Veronica Scarpini.
Impacto das geometrias de preenchimento na resistência mecânica e absorção de água de peças impressas em 3D com polímero PLA,
p. 815-825.
In: 24º Enemet - Encontro Nacional de Estudantes de Engenharia Metalúrgica, de Materiais e de Minas,
São Paulo, SP - Brasil,
2026.
ISSN: 2594-4711, DOI 10.5151/2594-4711-43669
