Título

Influência dos Parâmetros de Impressão FFF no Comportamento ao Impacto de Compósitos de Poliamida Reforçada com 15% de Fibra de Carbono

Influence of FFF Processing Parameters on the Impact Performance of Polyamide Composites Reinforced with 15 wt.% Carbon Fiber.

Autoria

MELO, SARAH CATHARINA VITALI DE; SILVA, MARLLON FRAGA; MONTEIRO, SERGIO NEVES; NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

MELO, SARAH CATHARINA VITALI DE

Eu sou esse autor

SILVA, MARLLON FRAGA

Eu sou esse autor

MONTEIRO, SERGIO NEVES

Eu sou esse autor

NASCIMENTO, LUCIO FABIO CASSIANO

Eu sou esse autor

DOI

10.5151/2594-5327-43522

Downloads

Resumo

Compósitos de poliamida reforçados com fibras de carbono apresentam elevado potencial para aplicações estruturais produzidas por manufatura aditiva. Este trabalho avaliou a influência da velocidade de impressão e da largura de linha na resistência ao impacto de um compósito PAHT-CF15 processado por fabricação por filamento fundido (FFF) em alta velocidade. Os corpos de prova foram fabricados em uma impressora Bambu Lab X1E segundo um planejamento fatorial reduzido, utilizando velocidades de 230 e 270 mm/s e larguras de linha de 0,3 e 0,4 mm. Os ensaios de impacto Izod com entalhe foram realizados conforme a ASTM D256-23 e as superfícies de fratura foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados demonstraram que os parâmetros de processamento influenciam significativamente o desempenho ao impacto do material. A condição correspondente à largura de linha de 0,3 mm e velocidade de impressão de 230 mm/s apresentou os maiores valores de resistência ao impacto, indicando melhor adesão entre filamentos e menor ocorrência de defeitos internos. A análise fractográfica revelou um mecanismo de fratura predominantemente frágil, caracterizado por delaminação entre cordões depositados, arrancamento de fibras e descolamento na interface fibra-matriz. Os resultados evidenciam que a otimização dos parâmetros de impressão em alta velocidade pode aumentar a resistência ao impacto de compósitos PAHT-CF15 produzidos por FFF.

Carbon fiber-reinforced polyamide composites have significant potential for structural applications manufactured by additive manufacturing. This study evaluated the influence of printing speed and line width on the impact resistance of a PAHT-CF15 composite processed by high-speed fused filament fabrication (FFF). Specimens were manufactured using a Bambu Lab X1E printer following a reduced factorial design with printing speeds of 230 and 270 mm/s and line widths of 0.3 and 0.4 mm. Notched Izod impact tests were performed according to ASTM D256-23, and fracture surfaces were examined by scanning electron microscopy (SEM). The results showed that processing parameters significantly affect the impact performance of the material. The condition combining a 0.3 mm line width and a printing speed of 230 mm/s achieved the highest impact resistance, indicating improved inter-filament bonding and reduced internal defects. Fractographic analysis revealed a predominantly brittle fracture mechanism characterized by inter-road delamination, fiber pull-out, and fiber-matrix debonding. The findings demonstrate that optimizing high-speed printing parameters can enhance the impact resistance of PAHT-CF15 composites manufactured by FFF.

Palavras-chave

manufatura aditiva, fabricação por filamento fundido, PAHT-CF15, compósitos poliméricos, resistência ao impacto

additive manufacturing, fused filament fabrication, PAHT-CF15, polymer composites, impact strength