Publicação
Fabrico rápido de produtos em porcelana por robocasting
| Resumo: | O presente trabalho propõe-se a divulgar uma técnica de fabrico aditivo de materiais, o robocasting, em produtos de porcelana. Vulgarmente chamado de “Impressão 3D”, este método de processamento de materiais tem vindo a ser usado como alternativa à produção de peças de elevado rigor em tempo reduzido. No campo dos materiais cerâmicos, o estudo das condições ideais para a produção de peças por robocasting, tem sido alvo de foco principalmente quando destinado à área de saúde. O trabalho desenvolvido inclui as etapas de (i) preparação de pastas para robocasting utilizando a matéria-prima proveniente da Costa Verde para produção de diferentes suspensões com quantidades elevadas de sólidos e a mínima possível de aditivos; (ii)caracterizações mineralógica, térmica, morfológica das partículas e reológica de suspensões, bem como a otimização de pastas; (iii) impressão com as pastas de porcelana otimizadas e caracterização de corpos impressos. A suspensão original usada nos processos convencionais da Costa Verde serve de base a todo o estudo efetuado, bem como os aditivos comuns da empresa, acrescentando posteriormente, outros com vários estudos na área: a polietilenoimina (PEI) e a carboximetilcelulose (CMC). Foram produzidas várias suspensões cerâmicas e caracterizadas, química, morfológica térmica e reologicamente, fazendo-se as devidas otimizações atingindo o objetivo final: corpos de porcelana impressos usando pastas para robocasting. Os melhores resultados demonstram que uma suspensão homogénea, desaglomerada com um tamanho de partícula máximo de 10 μm, tendo 62.5 wt% de sólidos, 0.35 wt% de Dolapix, 0.15 wt% de KV (como desfloculantes) e 0.15 wt% de PEI tem o comportamento viscoelástico necessária para uma deposição robótica, associado a uma velocidade de corte de 100 s-1. É comparado o comportamento reológico de pastas com aditivos diferentes (PEI e CMC) e distinguido qual o aditivo PEI como o mais propício a utilizar, para concentrações de sólidos e distribuição granulométrica fixas. Além disso, com as micrografias obtidas foi possível averiguar que os corpos impressos possuem alguma porosidade sendo que esta é de maior dimensão para provetes fabricados a partir de suspensões com CMC. Também a absorção de água é maior para provetes provenientes de pastas com CMC, dentro da amostragem estudada. |
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| Autores principais: | Faria, Mónica dos Santos |
| Assunto: | Engenharia de materiais Prototipagem rápida Impressão tridimensional Porcelana - Processos de fabrico Aditivos |
| Ano: | 2016 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | O presente trabalho propõe-se a divulgar uma técnica de fabrico aditivo de materiais, o robocasting, em produtos de porcelana. Vulgarmente chamado de “Impressão 3D”, este método de processamento de materiais tem vindo a ser usado como alternativa à produção de peças de elevado rigor em tempo reduzido. No campo dos materiais cerâmicos, o estudo das condições ideais para a produção de peças por robocasting, tem sido alvo de foco principalmente quando destinado à área de saúde. O trabalho desenvolvido inclui as etapas de (i) preparação de pastas para robocasting utilizando a matéria-prima proveniente da Costa Verde para produção de diferentes suspensões com quantidades elevadas de sólidos e a mínima possível de aditivos; (ii)caracterizações mineralógica, térmica, morfológica das partículas e reológica de suspensões, bem como a otimização de pastas; (iii) impressão com as pastas de porcelana otimizadas e caracterização de corpos impressos. A suspensão original usada nos processos convencionais da Costa Verde serve de base a todo o estudo efetuado, bem como os aditivos comuns da empresa, acrescentando posteriormente, outros com vários estudos na área: a polietilenoimina (PEI) e a carboximetilcelulose (CMC). Foram produzidas várias suspensões cerâmicas e caracterizadas, química, morfológica térmica e reologicamente, fazendo-se as devidas otimizações atingindo o objetivo final: corpos de porcelana impressos usando pastas para robocasting. Os melhores resultados demonstram que uma suspensão homogénea, desaglomerada com um tamanho de partícula máximo de 10 μm, tendo 62.5 wt% de sólidos, 0.35 wt% de Dolapix, 0.15 wt% de KV (como desfloculantes) e 0.15 wt% de PEI tem o comportamento viscoelástico necessária para uma deposição robótica, associado a uma velocidade de corte de 100 s-1. É comparado o comportamento reológico de pastas com aditivos diferentes (PEI e CMC) e distinguido qual o aditivo PEI como o mais propício a utilizar, para concentrações de sólidos e distribuição granulométrica fixas. Além disso, com as micrografias obtidas foi possível averiguar que os corpos impressos possuem alguma porosidade sendo que esta é de maior dimensão para provetes fabricados a partir de suspensões com CMC. Também a absorção de água é maior para provetes provenientes de pastas com CMC, dentro da amostragem estudada. |
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Atividades financiadas
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