Defesa de Tese de Doutorado - Daniel Kioshi Kawasaki Cavalcanti (05/06/2023)

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA

DIRETORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

DEPARTAMENTO DE PÓS-GRADUAÇÃO

COORDENADORIA DO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA E TECNOLOGIA DA MATERIAIS - PPEMM

A Coordenadoria do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e Tecnologia de Materiais tem a satisfação de convidá-lo para assistir à 

DEFESA DE TESE

 
COM O TÍTULO:

“DEVELOPMENT, MECHANICAL CHARACTERIZATION AND JOINING OF NEW ADDITIVE MANUFACTURED POLYMERIC MATERIALS”

Por

Daniel Kioshi Kawasaki Cavalcanti

Resumo

O desenvolvimento de novos materiais poliméricos fabricados por manufatura aditiva (AM) tem despertado considerável interesse devido às suas promissoras aplicações em diversas indústrias. Esse domínio de pesquisa abrange várias facetas, incluindo a caracterização mecânica abrangente e técnicas avançadas de união, visando otimizar o desempenho e a funcionalidade desses materiais. Ao explorar as propriedades mecânicas e os métodos inovadores de união, valiosas percepções podem ser obtidas para o avanço e utilização de materiais poliméricos AM em componentes estruturais de alto desempenho e outras aplicações industriais críticas. Esta tese explora as propriedades mecânicas e o desempenho de peças poliméricas fabricadas por manufatura aditiva (AM) reforçadas com diferentes tipos de fibras. A pesquisa concentra-se em quatro áreas-chave: (a) exploração do impacto que o tipo de filamento e os parâmetros de impressão têm sobre as propriedades mecânicas de termoplásticos utilizados na impressão 3D, (b) caracterização do comportamento mecânico de peças AM feitas de Ácido Poliláctico (PLA) e Estireno-Acrilonitrila-Butadieno (ABS) reforçadas com fibras naturais (juta e curauá) e sintéticas (vidro), (c) avaliação do desempenho mecânico de uniões adesivas utilizando diferentes reforços de fibras para peças poliméricas AM, e (d) desenvolvimento de compósitos de PLA reforçados com fibras curtas de curauá através da modelagem por deposição fundida. Ensaios de tração e flexão foram realizados para avaliar os parâmetros de impressão, propriedades mecânicas das peças AM e das uniões adesivas. Os resultados destacam melhorias significativas nas propriedades mecânicas com a adição de reforços de fibras nas peças AM. Além disso, a incorporação de diferentes reforços de fibras aprimora o desempenho mecânico das uniões adesivas. O estudo também se concentra no desenvolvimento de compósitos de PLA reforçados com fibras curtas de curauá, variando os comprimentos e concentrações das fibras. Através de análises abrangentes de tração, flexão e térmicas, a estabilidade mecânica e térmica desses compósitos foi avaliada. Os resultados enfatizam a influência significativa da fração de peso das fibras nas propriedades mecânicas, enquanto o efeito do comprimento das fibras nas propriedades foi mínimo. Em resumo, essa pesquisa fornece percepções valiosas sobre o comportamento mecânico de peças poliméricas AM que utilizam diversos reforços de fibras. A incorporação de fibras resulta em aprimoramentos notáveis tanto no desempenho individual das peças quanto na resistência das uniões adesivas. Além disso, a tese demonstra o potencial dos compósitos de PLA reforçados com fibras de curauá como uma promissora via para a manufatura aditiva, abrindo novas possibilidades para sua aplicação em várias aplicações.

Palavras-chave: Impressão 3D, Caracterização mecânica, Reforços de fibra natural;

BANCA
Presidente, Professora Dra. Doina Mariana Banea (CEFET/RJ) (orientadora)

Professor Dr. Hector Reynaldo Meneses Costa (CEFET/RJ)

Professor Dr. Daniel Carlos Taissum Cardoso (PUC)

Professor Dr. Marcelo Leite Ribeiro (USP)