Incorporação de nanopartículas em termoplásticos para aplicações em fabrico aditivo - Ramalho, António Paulo Gomes (2020)
Diariamente, são colocados entraves e levantadas questões referentes aos utilizadores de consumíveis presentes na indústria e às repercussões que estas apresentam nos recursos enquanto fontes naturais de matérias-primas finitas e esgotáveis. Deste modo, torna-se indispensável proceder ao desenvolvimento de novas soluções de produção que otimizem a utilização dos mesmos. Da necessidade de redução de desperdícios e da rápida resposta ao consumidor, bem como da personalização individual dos bens consoante as suas necessidades pessoais, o fabrico aditivo tem vindo a tornar-se uma parte cada vez mais importante na designada indústria 4.0. Uma das principais e mais utilizadas técnicas de produção associada à gama do fabrico aditivo é designada por modelação por deposição de filamento fundido (FFF - Fused Filament Fabrication), habitualmente conhecida por “impressão 3D”. Este processo apresenta elevadíssimo potencial, uma vez que permite a produção de objetos de geometrias complexas e de boa qualidade dimensional e superficial, sem necessidade de se procederem a posteriores etapas de maquinagem e, consequentemente, ao desperdício de recursos. Apesar de esta técnica apresentar inúmeras vantagens e se ter vindo a difundir até ao mercado doméstico, é importante salientar-se que a matéria de maior consumo assenta nos materiais termoplásticos e cujas características são, de acordo com a aplicação de cada um dos mesmos, bastante específicas. Deste modo, é possível afirmar-se que este será um fator negativo para a possível propagação desta técnica à restante indústria da produção, encontrando-se limitada às características intrínsecas aos materiais disponíveis no mercado. Assim, com a evolução tecnológica e com a crescente procura destas soluções de fabrico, nomeadamente para produção de peças de dimensões reduzidas e propriedades específicas, torna-se essencial o desenvolvimento de novos materiais. Como tal, uma das possíveis soluções a aplicar para engrandecer esta tendência passará por selecionar um termoplástico de utilização fácil e comum, incorporando-lhe novas propriedades e características com base na utilização de nanopartículas provenientes de outros recursos materiais. Na presente dissertação, selecionou-se ácido polilático (PLA - Polylactic Acid), um dos termoplásticos de maior utilização na modelação por deposição de filamento fundido, incorporando-se nanopartículas de cobre. Desta forma, procedeu-se a um plano de trabalho experimental que viria a possibilitar o processamento e caracterização mecânica, térmica, elétrica e reológica deste nanocompósito, aferindo-se qual a variação de propriedades relativamente ao termoplástico virgem.