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Authors
Abstract(s)
Esta dissertação teve como objetivos principais o estudo da influência de alguns parâmetros de impressão 3D nas propriedades mecânicas das peças impressas em PLA (Polyacitic Acid), bem como a avaliação do efeito que a reciclagem do material impresso e diferentes tratamentos térmicos induzem no comportamento mecânico dos componentes impressos. Na primeira parte do trabalho procedeu-se ao estudo e definição de alguns parâmetros de impressão - densidade de enchimento, altura de camada e a orientação de enchimento - com o objetivo de majorar a resistência mecânica das peças impressas. Numa segunda fase desta dissertação estava previsto a realização de pelo menos um ciclo de reciclagem aos provetes utilizados nos ensaios de tração, com o intuito de obter um filamento reciclado para impressão, e verificar possíveis alterações nas propriedades mecânicas. Infelizmente não foi possível realizar estes ciclos de reciclagem devido a limitações da máquina de extrusão disponível, pelo que se optou por adquirir um filamento reciclado comercial e avaliar as propriedades do mesmo face a um material virgem. O trabalho desenvolvido incluiu também um estudo sobre a influência de tratamentos térmicos (usando diferentes tempos e temperaturas) nas propriedades mecânicas das peças impressas em material virgem e reciclado. Os estudos efetuados permitiram concluir que existe influência de todos os parâmetros de impressão estudados na resistência mecânica das peças impressas, com o maior impacto a ser verificado para a densidade de enchimento. Relativamente ao material reciclado comercial verificou-se que a tensão de cedência e extensão na rotura apresentavam melhores resultados face ao material virgem. Por fim, as aplicações dos tratamentos térmicos evidenciaram melhorias nas tensões máximas para todos os casos de estudo
The first part of the work encompasses the study of some 3D printing parameters - infill density, layer thickness, and infill orientation - to select the optimal printing conditions leading to enhanced mechanical resistance of the printed parts. In the second task of this dissertation, it was planned to carry out at least one recycling cycle of the test specimens used in the tensile tests, to obtain recycled filaments that would be used in new 3D-printed parts and verify possible changes in mechanical properties. Unfortunately, due to limitations in the extrusion equipment, it was not possible to accomplish this strategy. To overcome this, a commercially recycled filament was acquired, and its mechanical properties were evaluated and compared with virgin filament. The work developed in this thesis also included a study on the influence of heat treatments (using different times and temperatures) on the mechanical properties of parts printed on virgin and commercially recycled materials. It was concluded that there is an influence of all the studied 3D printing parameters on the mechanical resistance of the printed parts, with the greatest impact being verified on the infill density. Regarding the commercial recycled material, it was found that the yield stress and the extension at break presented better results than the virgin material. Finally, the application of the heat treatments showed improvements in the maximum stresses for all the study cases.
The first part of the work encompasses the study of some 3D printing parameters - infill density, layer thickness, and infill orientation - to select the optimal printing conditions leading to enhanced mechanical resistance of the printed parts. In the second task of this dissertation, it was planned to carry out at least one recycling cycle of the test specimens used in the tensile tests, to obtain recycled filaments that would be used in new 3D-printed parts and verify possible changes in mechanical properties. Unfortunately, due to limitations in the extrusion equipment, it was not possible to accomplish this strategy. To overcome this, a commercially recycled filament was acquired, and its mechanical properties were evaluated and compared with virgin filament. The work developed in this thesis also included a study on the influence of heat treatments (using different times and temperatures) on the mechanical properties of parts printed on virgin and commercially recycled materials. It was concluded that there is an influence of all the studied 3D printing parameters on the mechanical resistance of the printed parts, with the greatest impact being verified on the infill density. Regarding the commercial recycled material, it was found that the yield stress and the extension at break presented better results than the virgin material. Finally, the application of the heat treatments showed improvements in the maximum stresses for all the study cases.
Description
Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica
Keywords
Impressão 3D Propriedades mecânicas Parâmetros de impressão Reciclagem Tratamentos térmicos 3D printing Mechanical properties Printing parameters Recycling Heat treatments
Citation
PEREIRA, André Laranjeira - Estudo do efeito dos parâmetros de impressão 3D na resistência mecânica de peças impressas. Lisboa: Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, 2022. Dissertação de Mestrado.