dc.creator | Liesenfeld, Janaina | |
dc.date.accessioned | 2023-07-05T12:17:31Z | |
dc.date.available | 2023-07-05T12:17:31Z | |
dc.date.issued | 2023-05-26 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29629 | |
dc.description.abstract | Additive Manufacturing (AM) is a set of manufacturing processes that build objects
layer by layer, adding material in a controlled manner. Unlike traditional manufacturing
methods, which involve material removal. The ISO/ASTM52900 standard classifies additive
manufacturing in seven different principles and within the principle of material extrusion,
the Fused Filament Fabrication (FFF) stands out as the most widely used, accessible and
responsible for the popularization of AM. The FFF technology uses a filament of
thermoplastic material that is heated, extruded and deposited in successive layers to form a
three-dimensional object. Due to the weak connection produced among the deposited
filament layers, the polymeric structures manufactured by the FFF process have low
resistance. To overcome this problem, it has recently been shown that performing postdeposition
heat treatments promotes a reduction in internal thermal stresses and improves
adhesion between layers, positively affecting the printed parts mechanical properties. In this
context, annealing was performed on printed samples of Polylactic Acid (PLA) with and
without graphene addition at temperatures of 90, 100 and 120 °C for 60, 120 and 240 min,
aiming to evaluate the role of these parameters on the evolution of the aforementioned
properties. The annealed samples had their chemical characteristics evaluated by X-ray
Diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) techniques; their
thermal characteristics investigated by Thermogravimetric (TGA) and Differential Scanning
Calorimetry (DSC) techniques; its electrical properties evaluated in terms of resistance,
resistivity and conductivity; and their mechanical properties determined through tensile and
bending tests, notch sensitivity test, impact test and hardness measurements. Chemical
characterizations show that annealing does not change the chemical composition of the
materials, but generates structural alterations, producing their crystallization. Thermal
characterizations confirmed the crystallization of the materials, and indicate a slight increase
on its degree of thermal stability. Electrical characterization showed that crystallization does
not produce any effect on the characteristics of PLA printed without graphene, but it
improves the conductivity of PLA printed with graphene. Mechanical characterization
indicated that annealing increased the mechanical strength, fracture resistance, impact
strength, stiffness and hardness of both materials, but reduced their plasticity. Finally, the
fractography of the specimens showed that annealing has no effect on the mechanical
fracture mechanisms. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Manufatura aditiva | por |
dc.subject | PLA | por |
dc.subject | Grafeno | por |
dc.subject | Recozimento | por |
dc.subject | Propriedades | por |
dc.subject | Additive manufacturing | eng |
dc.subject | Graphene | eng |
dc.subject | Annealing | eng |
dc.subject | Properties | eng |
dc.title | Efeito do pós-processamento por recozimento sobre as propriedades do PLA impresso com e sem adição de grafeno | por |
dc.title.alternative | Effect of annealing post-processing on the properties of printed PLA with and without graphene incorporation | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | A Manufatura Aditiva (MA) é um conjunto de processos de fabricação que constrói objetos
camada por camada, adicionando material de forma controlada. Ao contrário dos métodos
tradicionais de fabricação, que envolvem a remoção de material. A norma ISO/ASTM52900
classifica a manufatura aditiva em sete princípios diferentes e dentro do princípio de extrusão de
material destaca-se a tecnologia de Fabricação por Filamento Fundido (FFF) como a mais
amplamente utilizada, acessível e responsável pela popularização da MA. A tecnologia FFF utiliza
um filamento de material termoplástico que é aquecido, extrudado e depositado em camadas
sucessivas para formar um objeto tridimensional. Devido à fraca ligação produzida entre as
camadas de filamento depositadas, as estruturas poliméricas fabricadas pelo processo de FFF
apresentam baixa resistência. Para contornar esse problema, recentemente foi demonstrado que a
realização de tratamentos térmicos pós-deposição promove uma redução nas tensões térmicas
internas e melhoria na adesão entre as camadas, impactando positivamente sobre as propriedades
das peças impressas. Dentro deste contexto, foi realizado recozimento em amostras impressas de
Ácido Polilático (PLA) com e sem adição de grafeno nas temperaturas de 90, 100 e 120 °C por
60, 120 e 240 min, objetivando avaliar o papel destes parâmetros sobre a evolução das
propriedades supracitadas. As amostras recozidas tiveram suas características químicas avaliadas
pelas técnicas de Difração de Raios X (DRX) e Espectroscopia de Infravermelho com
Transformada de Fourier (FTIR); suas características térmicas investigadas pelas técnicas
Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC); suas propriedades
elétricas avaliadas em termos de resistência, resistividade e condutividade; e suas propriedades
mecânicas determinadas por meio dos ensaios de tração, flexão, sensibilidade ao entalhe, impacto
e dureza. As caracterizações químicas mostram que o recozimento não altera a composição
química dos materiais, porém gera alterações de ordem estrutural, produzindo a sua cristalização.
As caracterizações térmicas confirmaram a cristalização dos materiais e indicam um ligeiro
aumento no seu grau de estabilidade térmica. A caracterização elétrica mostrou que a cristalização
não produz qualquer efeito sobre as características do PLA impresso sem grafeno, porém melhora
a condutividade do PLA impresso com grafeno. A caracterização mecânica indicou que o
recozimento aumentou a resistência mecânica, a resistência à fratura, a resistência ao impacto, o
módulo de elasticidade e a dureza de ambos os materiais, mas reduziu a sua plasticidade. Por fim,
a fractografia dos corpos de prova mostrou que o recozimento não tem efeito sobre os mecanismos
de fratura mecânica PLA impresso com e sem grafeno. | por |
dc.contributor.advisor1 | Scheuer, Cristiano José | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3758860836699578 | por |
dc.contributor.referee1 | Tonatto, Maikson Luiz Passaia | |
dc.contributor.referee2 | Lajarin, Sérgio Fernando | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2807729654159894 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Mecânica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |