Formulação e caracterização de potenciais filamentos compósitos de PLA e talos de tabaco para aplicação em manufatura aditiva

Abstract

RESUMO A tecnologia de fabricação por filamento fundido (FFF) utilizando polímeros como PLA e ABS é bem conhecida. Contudo, o desenvolvimento de filamentos compósitos para esta tecnologia de manufatura aditiva, bem como a determinação dos parâmetros de processamento e das propriedades resultantes na extrusão e naimpressão 3D, ainda requerem pesquisa. Esse estudo exploratório analisa as propriedades químicas, térmicas e a morfologia de filamento de matriz polimérica de PLA e talos de tabaco, visando sua utilização no processo FFF. Os materiais utilizados foram talos de tabaco moídos e PLA. As partículas de tabaco, com tamanho médio de 50 ?m, apresentaram-se aleatoriamente distribuídas no filamento. No entanto, aglomerados de partículas, bolhas e porosidades foram observados no centro do filamento. Ensaios por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier mostraram que o filamento compósito apresentou interação mecânica entre os materiais. A análise térmica permitiu verificar que não houve degradação do pó de talos de tabaco, mantendo a integridade química e física do filamento compósito a temperatura de extrusão de 180 °C. A calorimetria exploratória diferencial revelou que as partículas de pó de talos de tabaco podem ter atuado como agente nucleante, aumentando o grau de cristalinidade do filamento compósito. Sugere-se para estudos futuros o aumento do percentual de pó de talos de tabaco, a investigação de outros métodos de preparação de compósitos, bem como um estudo da adição de plastificantes ou agentes compatibilizantes para aprimorar a ligação entre a interface do PLA e as partículas de tabaco.

Development and characterization of pla biofilament combined with perifiton biomass for 3d printing

“…Furthermore, the position, profile and shape of all peaks revealed in the analysis remained unchanged when compared to their pure counterparts, indicating that the biofilaments were formed by simple compounds and that no chemical interactions occurred between them. In the research carried out by Rech et al (2021), who added tobacco to PLA, the FTIR spectra showed only changes in the region between 2995 and 2851 cm -1 . The authors did not find any chemical interactions between the materials.…”

Polylactic Acid Polymer Matrix (Pla) Biocomposites with Plant Fibers for Manufacturing 3D Printing Filaments: A Review

“…Plant fibers, including wood dust [15][16][17], linen [18], lignocellulose [19], microfibers [20], and cellulose nanofibers [21,22], are being explored as functional additives and reinforcements in thermoplastics and thermosets used in 3D printing [23,24].…”

Influência da temperatura ambiente no comportamento mecânico do PLA utilizado em manufatura aditiva

“…Na atualidade, pode-se considerar a tecnologia de impressão 3D como um grande acelerador para projetos de baixo custo, pois permite a fabricação de peças variadas e de considerável complexidade geométrica, com apenas um equipamento. Dentre algumas vantagens da impressão 3D, pode-se destacar a fabricação de objetos com formas mais complexas [3], o baixo desperdício e a possibilidade de reciclagem e reaproveitamento do material [4,5], a grande variedade de materiais que podem ser utilizados como matéria-prima [6][7][8] e a maior facilidade de personalização e adaptação do produto final que pode ser utilizado nas mais diversas áreas da indústria [9][10][11][12][13].…”

“…Esse objeto é modelado pelo usuário em um software CAD e exportado, em formato STL, para o software de controle da impressora. Então, o software de controle envia os comandos para a impressora realizar os movimentos necessários para deposição de cada camada, até a formação do objeto [6].…”