Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono
O uso de drones atualmente está crescendo exponencialmente, seja para atividades recreativas ou comerciais, e um dos grandes problemas é o acesso a alguns componentes como a hélice. Normalmente tem uma construção frágil e os valores podem ser elevados, dificultando o acesso a esse item, que é fundam...
| Autor principal: | Oliveira, Sanches Ismael de |
|---|---|
| Outros Autores: | http://lattes.cnpq.br/6059217153629714, https://orcid.org/0000-0001-5181-5419 |
| Grau: | Dissertação |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Amazonas
2024
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9920 |
| id |
oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-9920 |
|---|---|
| recordtype |
dspace |
| spelling |
oai:https:--tede.ufam.edu.br-handle-:tede-99202024-01-12T05:03:44Z Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono Development of filaments for 3D printing (drone propellers) from polymer nanocomposites Poly (lactic acid) and Carbon Nanotube Oliveira, Sanches Ismael de Macêdo Neto, José Costa de http://lattes.cnpq.br/6059217153629714 http://lattes.cnpq.br/7868540287547126 García del Pino, Gilberto http://lattes.cnpq.br/5604141021425108 Costa, João Carlos Martins da http://lattes.cnpq.br/0301439080407281 https://orcid.org/0000-0001-5181-5419 Nanocompósitos (Materiais) Drone Hélices ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Nanocompósito Manufatura aditiva DOE Simulação numérica Hélices O uso de drones atualmente está crescendo exponencialmente, seja para atividades recreativas ou comerciais, e um dos grandes problemas é o acesso a alguns componentes como a hélice. Normalmente tem uma construção frágil e os valores podem ser elevados, dificultando o acesso a esse item, que é fundamental para um bom uso do drone. O trabalho tem como objetivo obter nanocompósitos poliméricos poliácidoláctico e nanotubo de carbono visando a aplicação em hélices de drones produzidas por meio da impressão 3D. Na literatura há ainda informações muito limitadas disponíveis sobre a incorporação de NTC funcionalizado em peças de PLA impressas em 3D produzidas pela FDM (Fused Deposition Modeling). Neste trabalho, um filamento à base de compósitos de Poli (ácido lático) – PLA / nanotubo de carbono (NTC) foi preparado para o processo de modelagem por deposição fundida (FDM). Os efeitos do teor de NTC, variação de temperatura e variação de rotação das roscas da extrusora foram aplicados na ferramenta Design of Experiments (DOE), onde foram encontrados os principais fatores que contribuem para a qualidade do filamento, com foco na resistência mecânica. Por meio dessa ferramenta foi possível chegar a um ponto ótimo para resistência mecânica do material, onde apresentou um valor de 48,87 MPa, 43,17% acima do valor inicial, de 27,77 MPa. Pela da curva de superfície de resposta, foi observada a região onde pode ser encontrado novos filamentos com valores de resistência mecânico semelhantes ao encontrado neste trabalho. Os resultados demonstram que o teor de NTC, a rotação das roscas da extrusora e a temperatura da extrusora, influenciam diretamente a qualidade dos filamentos. Os dados encontrados nas curvas de TG e DTG, permite observar que a adição de NTC 0,6%, em peso não modifica significativamente a resistências à degradação do PLA, mesmo havendo uma pequena diferença nas temperaturas. Sendo o principal motivo dessas alterações a dispersão do NTC sobre a matriz de PLA e aglomeração do NTC. O nanocompósito encontrado assemelha-se mecanicamente a outros materiais utilizados na fabricação a injeção plástica de hélices de drones, tornando este um forte concorrente para a fabricação via manufatura aditiva FDM. Por meio da simulação demonstrada é possível confirmar a aplicação do material desenvolvido na fabricação de hélices de drones, facilitando o acesso e possibilitando novas oportunidades aos usuários. The use of drones is currently growing exponentially, whether for recreational or commercial activities, and one of the biggest problems is access to some components such as the propeller. It usually has a fragile construction and the prices can be high, making access to this item difficult, which is essential for good use of the drone. The work aims to obtain polymeric nanocomposites polyacidolactic acid and carbon nanotube with a view to application in drone propellers produced through 3D printing. In the literature there is still very limited information available about the incorporation of functionalized CNT in 3D printed PLA parts produced by FFF. In this work, a filament based on Poly(lactic acid) – PLA/carbon nanotube (CNT) composites was prepared for the fused deposition modeling (FDM) process. The effects of the CNT content, temperature variation and rotation variation of the extruder screws were applied to the Design of Experiments (DOE) tool, where the main factors that contribute to the quality of the filament were found, with a focus on mechanical resistance. Using this tool, it was possible to reach an optimum point for the material's mechanical resistance, where it presented a value of 48.87 MPa, 43.17% above the initial value of 27.77 MPa. Using the response surface curve, the region where new filaments with mechanical resistance values similar to those found in this work can be found was observed. The results demonstrate that the CNT content, the rotation of the extruder screws and the extruder temperature directly influence the quality of the filaments. The data found in the TG and DTG curves allows us to observe that the addition of 0.6% CNT by weight does not significantly modify the resistance to PLA degradation, even if there is a small difference in temperatures. The main reason for these changes is the dispersion of the CNT over the PLA matrix and the glomeration of the CNT. The nanocomposite found mechanically resembles other materials used in the manufacture of plastic injection of drone propellers, making it a strong competitor for the manufacture via FDM additive manufacturing. Through the simulation demonstrated, it is possible to confirm the application of the material developed in the manufacture of drone propellers, facilitating access and providing new opportunities for users. 2024-01-11T15:47:58Z 2023-12-15 Dissertação OLIVEIRA, Sanches Ismael de. Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono. 2023. 80 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2023. https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9920 por Acesso Aberto https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ application/pdf Universidade Federal do Amazonas Faculdade de Tecnologia Brasil UFAM Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais |
| institution |
TEDE - Universidade Federal do Amazonas |
| collection |
TEDE-UFAM |
| language |
por |
| topic |
Nanocompósitos (Materiais) Drone Hélices ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Nanocompósito Manufatura aditiva DOE Simulação numérica Hélices |
| spellingShingle |
Nanocompósitos (Materiais) Drone Hélices ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Nanocompósito Manufatura aditiva DOE Simulação numérica Hélices Oliveira, Sanches Ismael de Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono |
| topic_facet |
Nanocompósitos (Materiais) Drone Hélices ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Nanocompósito Manufatura aditiva DOE Simulação numérica Hélices |
| description |
O uso de drones atualmente está crescendo exponencialmente, seja para atividades recreativas ou comerciais, e um dos grandes problemas é o acesso a alguns componentes como a hélice. Normalmente tem uma construção frágil e os valores podem ser elevados, dificultando o acesso a esse item, que é fundamental para um bom uso do drone. O trabalho tem como objetivo obter nanocompósitos poliméricos poliácidoláctico e nanotubo de carbono visando a aplicação em hélices de drones produzidas por meio da impressão 3D. Na literatura há ainda informações muito limitadas disponíveis sobre a incorporação de NTC funcionalizado em peças de PLA impressas em 3D produzidas pela FDM (Fused Deposition Modeling). Neste trabalho, um filamento à base de compósitos de Poli (ácido lático) – PLA / nanotubo de carbono (NTC) foi preparado para o processo de modelagem por deposição fundida (FDM). Os efeitos do teor de NTC, variação de temperatura e variação de rotação das roscas da extrusora foram aplicados na ferramenta Design of Experiments (DOE), onde foram encontrados os principais fatores que contribuem para a qualidade do filamento, com foco na resistência mecânica. Por meio dessa ferramenta foi possível chegar a um ponto ótimo para resistência mecânica do material, onde apresentou um valor de 48,87 MPa, 43,17% acima do valor inicial, de 27,77 MPa. Pela da curva de superfície de resposta, foi observada a região onde pode ser encontrado novos filamentos com valores de resistência mecânico semelhantes ao encontrado neste trabalho. Os resultados demonstram que o teor de NTC, a rotação das roscas da extrusora e a temperatura da extrusora, influenciam diretamente a qualidade dos filamentos. Os dados encontrados nas curvas de TG e DTG, permite observar que a adição de NTC 0,6%, em peso não modifica significativamente a resistências à degradação do PLA, mesmo havendo uma pequena diferença nas temperaturas. Sendo o principal motivo dessas alterações a dispersão do NTC sobre a matriz de PLA e aglomeração do NTC. O nanocompósito encontrado assemelha-se mecanicamente a outros materiais utilizados na fabricação a injeção plástica de hélices de drones, tornando este um forte concorrente para a fabricação via manufatura aditiva FDM. Por meio da simulação demonstrada é possível confirmar a aplicação do material desenvolvido na fabricação de hélices de drones, facilitando o acesso e possibilitando novas oportunidades aos usuários. |
| author_additional |
Macêdo Neto, José Costa de |
| author_additionalStr |
Macêdo Neto, José Costa de |
| format |
Dissertação |
| author |
Oliveira, Sanches Ismael de |
| author2 |
http://lattes.cnpq.br/6059217153629714 https://orcid.org/0000-0001-5181-5419 |
| author2Str |
http://lattes.cnpq.br/6059217153629714 https://orcid.org/0000-0001-5181-5419 |
| title |
Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono |
| title_short |
Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono |
| title_full |
Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono |
| title_fullStr |
Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono |
| title_full_unstemmed |
Desenvolvimento de filamentos para impressão 3D (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos Poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono |
| title_sort |
desenvolvimento de filamentos para impressão 3d (de hélices de drones) a partir de nanocompósitos poliméricos poli (ácido láctico) e nanotubo de carbono |
| publisher |
Universidade Federal do Amazonas |
| publishDate |
2024 |
| url |
https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/9920 |
| _version_ |
1831970279220314112 |
| score |
11.753735 |