Correlação entre estruturas e propriedades de compósitos comeciais de poli(ácido lático) produzidos pela técnica de fabricação de filamentos fundido.

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Engenharia de Materiais.A Fabricação por Filamentos Fundidos (FFF) expandiu as relações entre diferentes níveis de usuários e a Impressão 3D por extrusão, através de equipamentos de baixo custo e código aberto, somados a um conceito de “open material”. Este último consiste na capacidade das impressoras em operarem com materiais de diferentes fornecedores, o que garantiu, além da liberdade de escolha e a redução de custo, o acesso a um vasto catálogo de filamentos termoplásticos, incluindo os compósitos. A incorporação de cargas na composição dos filamentos vem aumentando a aplicabilidade da tecnologia FFF, seja na produção de modelos estéticos ou de peças com diferentes propriedades tecnológicas. Em contrapartida, os benefícios das alterações na composição dos polímeros conflitam com a pouca informação dos fabricantes sobre a capacidade de impressão dos materiais, ocasionado, muitas vezes, problemas na qualidade final dos produtos. Diante deste cenário, foi realizado um estudo para avaliar a influência de três tipos de cargas (cimento, fibra de carbono e elemento condutor de eletricidade) nas propriedades térmicas, químicas, mecânicas à tração, densidade e porosidade de amostras impressas em filamentos comerciais compósitos com matriz de Poli(ácido lático) (PLA). Os resultados dessas análises foram comparados com as respostas obtidas com um grupo controle fabricado em PLA/Natural. Todas as amostras foram impressas em condições isoparamétricas. Portanto, nas propriedades térmicas no quesito de temperatura de fusão e temperatura de transição vítrea, os filamentos não apresentaram grandes variações para estas diferentes cargas. Com relação ao grau de cristalinidade, o filamento natural apresentou os melhores resultados, seguido do PLA/Condutor. Este por sua vez, apresentou um percentual maior de aditivos na sua composição. As diferentes cargas mostraram pouca interferência na variação das propriedades térmicas e viscoelásticas, densidade e porosidade das peças. Por outro lado, afetaram de forma significativa o comportamento mecânico. O filamento com carga de cimento apresentou melhores resultados relacionados às propriedades mecânicas, com respostas próximas ao natural, e valores de tensão máxima à tração e módulo de Young, respectivamente, três e duas vezes maiores que os alcançados nas peças com PLA/Condutor, estas com os piores resultados. Evidências mostram a necessidade de uma parametrização própria para cada filamento em função das suas cargas, independente se o polímero base é o mesmo, já que é possível que os aditivos alterem as propriedades térmicas e reológicas dos materiais, afetando, portanto, a estabilidade do processo de extrusão e deposição. Para mais, os tipos de cargas podem gerar porosidades internas nos filamentos depositados, fragilizando as estruturas, além de modificarem os fenômenos interfaciais entre e dentro das camadas, afetando as forças de adesão entre as varreduras impressas