Efeito do ângulo de preenchimento nas propriedades mecânicas de polímeros impressos
Manufatura aditiva; FDM/FFF; ângulo de preenchimento; comportamento mecânico; modelo de Findley; polímeros.
A manufatura aditiva por modelagem por deposição fundida (FDM/FFF) tem sido amplamente utilizada na fabricação de componentes poliméricos devido à sua flexibilidade de projeto, baixo custo e capacidade de produzir geometrias complexas. Entretanto, a deposição camada por camada promove comportamento anisotrópico, fazendo com que as propriedades mecânicas dependam da orientação de deposição e do material empregado.
Este trabalho investigou a influência do ângulo de preenchimento no comportamento mecânico de corpos de prova produzidos por FDM/FFF utilizando os polímeros ABS, PLA e PETG. Foram avaliadas quatro configurações de raster angle (0°, 90°, 45°/135° e 0°/90°) por meio de ensaios de tração, compressão e flexão. Adicionalmente, foram realizados ensaios de fluência em tração e compressão durante 24 horas para a configuração que apresentou o melhor desempenho monotônico. Os resultados experimentais de fluência foram analisados por meio do modelo empírico de Findley, permitindo a caracterização quantitativa do comportamento dependente do tempo.
Os resultados demonstraram que a influência do ângulo de preenchimento depende tanto do material quanto do tipo de carregamento aplicado. O PLA apresentou os maiores valores de resistência mecânica e módulo elástico na maioria das condições avaliadas, enquanto o ABS apresentou maior ductilidade e estabilidade sob carregamentos prolongados. O PETG apresentou comportamento intermediário, combinando resistência mecânica moderada, elevada capacidade de deformação e boa resistência à fluência. A análise dos parâmetros do modelo de Findley indicou que o PLA apresentou maior suscetibilidade à deformação dependente do tempo, especialmente sob níveis elevados de carregamento, enquanto o ABS apresentou a menor taxa de crescimento da deformação ao longo do tempo.
Os resultados evidenciam que propriedades mecânicas obtidas em ensaios monotônicos não são suficientes para descrever o desempenho estrutural de componentes produzidos por FDM/FFF submetidos a carregamentos contínuos. A seleção do material e da orientação de deposição deve considerar simultaneamente resistência mecânica, rigidez, comportamento viscoelástico e requisitos de vida útil da aplicação.