Efecto de la variación del diseño en geometrías tpms fabricadas por manufactura aditiva

Autores/as
DOI:
https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i3.45017
Palabras clave:
Fabricación Aditiva, Superficies Mínimas Triplemente Periódicas, TPMS, DLP, Procesamiento de Luz Digital
Resumen

La Fabricación Aditiva se ha convertido en un proceso útil para la fabricación de productos altamente personalizables y de gran complejidad. La tecnología DLP se utiliza desde áreas como medicina y odontología hasta la producción de calzado y equipos de seguridad, debido a su alta resolución en los detalles de las piezas producidas. Las estructuras Triply Periodic Minimal Surface (TPMS) se han estudiado desde el siglo 19 como propuestas de curvas donde no hay presencia de esquinas vivas, lo que dificulta la propagación de grietas cuando están sometidas a esfuerzos mecánicos. Debido a su alta complejidad, su fabricación era imposible hasta la aparición de tecnologías de fabricación aditiva. Al analizar estudios sobre las estructuras TPMS, se observa la falta de definición de los parámetros de diseño y su influencia en pruebas mecánicas de compresión, así como en comparaciones entre estructuras. Este estudio propuso evaluar las estructuras TPMS más estudiadas: gyroid, diamante y Schwarz P, y sus parámetros de diseño, como el tamaño de celda y el grosor de pared, para analizar sus comportamientos cuando se someten a pruebas de compresión. Los resultados obtenidos mostraron que el tamaño de celda unitaria no presentó significancia estadística, mientras que la geometría y el grosor de la pared mostraron una fuerte relación con los valores calculados de módulo de elasticidad.

Biografía del autor/a
  1. 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.

  2. 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

  3. RicardoRicardo 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.

  4. 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
2024-09-12
Número
Vol. 10 Núm. 3 (2024): Edición regular (julio - septiembre)
Sección
INGENIERÍA DE PRODUCTO
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Cómo citar

Chixaro, D. S., Drozda, F. O., Silva, R. J. D. O., & Lajarin, S. F. (2024). Efecto de la variación del diseño en geometrías tpms fabricadas por manufactura aditiva. Brazilian Journal of Production Engineering, 10(3), 418-434. https://doi.org/10.47456/bjpe.v10i3.45017