Efeito da variação de design em geometrias tpms fabricadas por manufatura aditiva

Autores

DOI:

https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i3.45017

Palavras-chave:

Manufatura Aditiva, Processamento de Luz Direta, Triply Periodic Minimal Surfaces, TPMS, DLP

Resumo

A Manufatura Aditiva tornou-se um processo eficaz na fabricação de produtos altamente customizáveis e de grande complexidade. Tecnologia DLP é utilizada desde áreas como medicina e odontologia até a produção de calçados e equipamentos de segurança, devido sua alta resolução nos detalhes das peças produzidas. Estruturas Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) são estudas desde o século XIX como proposta de curvas onde não ocorre a presença de cantos vivos, dificultando assim a propagação de trincas quando submetidas a esforços mecânicos. Devido a sua alta complexidade, sua fabricação era impossível até o surgimento de tecnologias de manufatura aditiva. Ao analisar estudos referentes às estruturas TPMS, percebe-se a falta de definição dos parâmetros de design e sua influência em ensaios mecânicos de compressão como também um comparativo entre estruturas. O presente estudo propôs uma avaliação das estruturas TPMS mais estudadas, sendo elas giroides, diamante e Schwarz P e seus parâmetros de design tamanho de célula e espessura de parede, para analisar seus comportamentos quando submetidas a ensaios de compressão. Os resultados obtidos mostraram que o tamanho de célula unitária não apresentou significância estatística, já a geometria e espessura de parede apresentaram forte relação com os valores de módulo de elasticidade calculados.

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Biografia do Autor

Davi Salvini Chixaro, Universidade Federal do Paraná

Possui graduação em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Paraná (2019) e mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Paraná (2024). Atualmente é doutorando em Engenharia Mecânica e de Materiais pela Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba. Tem experiência na área de Engenharia de Produção, com ênfase em Manufatura Aditiva em tecnologia FFF e DLP, desenvolvimento de produto, ensaios mecânicos, atuando principalmente nos seguintes temas: geometrias TPMS, polímeros flexíveis, ensaios mecânicos em polímeros e manufatura aditiva.

Fabiano Oscar Drozda, Universidade Federal do Paraná, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção (PPGEP-UFPR)

Possui graduação em Engenharia de Materiais pela UEPG, mestrado em Engenharia e Ciência dos Materiais pela UEPG E doutorado em Engenharia Mecânica pela UFPR. Experiência de 16 anos em empresas multinacionais do setor cerâmico e da linha branca, atuando nas área de engenharia de processos, produto, linhas de montagem, qualidade e gerenciamento de projetos (Modelos Waterfall e Ágil). Atualmente é professor do Universidade Federal do Paraná-UFPR nas áreas de Ciência de Materiais e Mecânica dos Sólidos, Gestão e Controle da Qualidade, Gestão de Projetos, Processos de Fabricação e Lean Manufacturing. Tem interesse em pesquisas na área de Manufatura Aditiva e Machine Learning, Qualidade, Lean Digital

Ricardo Júnior De Oliveira Silva, Universidade Federal do Paraná, Programa de Pós-graduação em Engenharia de Produção (PPGEP-UFPR)

Doutorando em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Paraná (PGMEC UFPR-2029) na linha de Fabricação, Materiais e Sustentabilidade, onde pesquisa sobre reciclagem de materiais poliméricos para uso em Manufatura Aditiva. Mestre em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Paraná (PPGEP UFPR-2023) na linha de Inovação em Projetos, Produtos e Processos, onde estudou o efeito de diferentes porcentagens de preenchimento na absorção de energia de impacto em peças fabricadas em PLA por FFF. Graduado em Engenharia de Produção pelo Centro Universitário Internacional (2020). Tem experiência e interesse nas áreas de Manufatura Aditiva de polímeros, testes mecânicos em polímeros, reciclagem de materiais poliméricos e processos de fabricação.

Sérgio Fernando Lajarin, Universidade Federal do Paraná

Pós-doutorado em Eng. Mecânica pela UTFPR com trabalho na área de Manufatura Aditiva e tecnologia Assistiva. Possui doutorado em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal do Paraná (UFPR) com trabalho de pesquisa na área de conformação de chapas de aços automotivos de alta resistência avançados. O trabalho de mestrado foi desenvolvido na área de Usinagem e sua aplicação da fabricação de próteses. Possui graduação em Engenharia da Computação. Possui experiência profissional em Projetos Mecânicos e para Construção Civil. Desenvolve pesquisas principalmente nos seguintes temas: Simulação e prática de processos de conformação, Aços automotivos avançados de alta resistência, Tecnologia Assistiva, Impressão 3D (Manufatura Aditiva), Desenvolvimento de Produtos e Aplicação da Impressão 3D na Área da Saúde. Coordena projeto de extensão voltado para treinamento de alunos e prototipagem. Atua como professor dedicação exclusiva na área de fabricação no Departamento de Engenharia Mecânica da UFPR (DEMEC) e como professor do Programa de Pós Graduação em Engenharia de Manufatura (PPGEM).

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Publicado

12.09.2024

Como Citar

Chixaro, D. S., Drozda, F. O., Silva, R. J. D. O., & Lajarin, S. F. (2024). Efeito da variação de design em geometrias tpms fabricadas por manufatura aditiva. Brazilian Journal of Production Engineering, 10(3), 418–434. https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i3.45017

Edição

v. 10 n. 3 (2024): Número Regular (Julho - Setembro)

Seção

ENGENHARIA DO PRODUTO

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Copyright (c) 2024 Brazilian Journal of Production Engineering

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