Evidências da eletrização de polímeros dielétricos durante a impressão 3D
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Data
2024-01-23Primeiro membro da banca
Volanti, Diogo Paschoalini
Segundo membro da banca
Figueroa, Carlos Alejandro
Metadata
Mostrar registro completoResumo
Durante o processo de impressão 3D por deposição fundida (FDM), diversos efeitos são observados nos polímeros depositados. Esses efeitos incluem mudança de fase, extrusão, gradiente de tensão, fricção, contato entre materiais diferentes (polímero/substrato) e/ou idênticos (polímero/polímero) e, interfaces sólido-líquido sob gradientes de temperatura. Como resultado a esses efeitos, observa-se um acúmulo de cargas nos objetos impressos variando de acordo com a estrutura química do polímero e do substrato e os parâmetros de impressão. Nesta dissertação, foi desenvolvido um extenso estudo utilizando um eletrodo de Kelvin, evidenciando o acúmulo espontâneo de cargas em cinco polímeros (ABS, PETG, PLA, TPU e Nylon) durante e após a impressão. Esses cinco polímeros foram impressos em três substratos diferentes (vidro, aço e PTFE). Em seguida, o substrato de vidro foi selecionado como padrão, e observou-se como os parâmetros de impressão como direção de impressão, velocidade de impressão, temperatura do substrato, temperatura de extrusão e o número de camadas afetam de formas distintas a magnitude e a distribuição das cargas geradas. Em seguida, medidas de dissipação em repouso foram feitas para investigar o tempo de meia vida das cargas. Além disso, foram desenvolvidos protocolos simples empregando multímetros comuns para monitoramento de carga. Também, foram aplicados métodos para controle e mitigação de cargas utilizando descarga corona e triboeletrizando os substratos com uma placa polietileno (PE). Finalmente, um eletreto foi produzido diretamente na impressora 3D, sugerindo um potencial desenvolvimento na tecnologia de eletretos. Assim, a partir dos resultados obtidos nesta dissertação, esperam-se inúmeros avanços na área de materiais eletrostáticos e impressão 3D como a produção de peças com carga elétrica controlada e o uso de moldes pré-eletrizados para aplicação em dispositivos de coleta de energia e sensores.
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