IMPRESSÃO 3D 45 estudo sistemático que viabilizou a impressão com sucesso de várias peças de mobiliário com recurso a design generativo e a um braço robótico de 6 eixos com extrusor acoplado. As peças produzidas usam todas o mesmo padrão de polígonos, mas as empresas encontram-se já neste momento a desenvolver outro tipo de peças, desta vez com um padrão generativo mais orgânico. DESENVOLVIMENTO Neste trabalho, para além do referido braço robótico da Kuka (Figura 1) e do extrusor de pellets da Caracol com arrefecimento incorporado, usou-se ainda uma placa de MDF como plataforma de construção e um silo da Piovan para desumidificar todos os materiais. A desumidificação é crucial para garantir boa adesão entre camadas e homogeneidade do material a extrudir. O trabalho desenvolvido pela Spectroom e Solidtech foi um processo continuo de melhoria no design da peça e parâmetros de impressão. Ao longo do trabalho foram testados 3 materiais: • PP (polipropileno) com 30% de fibra de vidro, reciclado; • PETG (Polietileno Tereftalato Glicol); • PET (Politereftalato de Etileno), reciclado. O PP acabou por ser excluído pois origina elevadas contrações, difíceis de controlar, e as peças apresentam também uma superfície áspera, que não é muito agradável ao toque. O PET reciclado permitiu obter bons resultados, mas por vezes apresenta defeitos e inconsistências na sua extrusão devido ao material reciclado não ser todo homogéneo (Figura 2). Os pellets têm diferentes cores, o que se reflete na peça impressa, que fica com alguma variabilidade na cor e espessura de camada. Este problema da cor pode, no entanto, ser contornado com o uso adequado de corantes. Refira-se que embora neste caso se pretende obter uma homogeneidade da cor, noutro tipo de aplicações pode-se explorar esta heterogeneidade para o desing de peças exclusivas. O PETG foi o material que apresentou melhores resultados, com destaque para a sua transparência que confere às peças um aspeto único (Figura 3), impossível de replicar, por exemplo, com a madeira. Para além de transparente, este polímero é bastante higroscópico, o que exige uma cuidadosa desumidificação e limpeza do sistema de alimentação, visto que qualquer bolha de ar ou contaminação é facilmente visível no produto final. O design para Fabrico Aditivo foi aqui aplicado de forma a criar um percurso fechado, que começa e acaba no mesmo local, facilitando depois as operações com o software de slicing (divisão do objeto em camadas) (Figura 4). Para criar essas trajetórias foi necessário conceber linhas duplas e triplas, de forma a 'fechar' o percurso, satisfazendo ao mesmo tempo a estética da peça. O número de linhas teve também de ser um compromisso entre o design e as propriedades mecânicas. Por um lado, um maior número de linhas confere maior resistência mecânica e reduz as contrações laterais, por outro lado, aumenta significativamente o peso, e consequentemente o custo e tempo de produção da peça. Por último, o grande desafio foi trabalhar os parâmetros de impressão para corresponderem às dimensões e tolerâncias atribuídas no ficheiro 3D, modelado no software Rhinoceros 3D. As espessuras de linha têm de coincidir com o desenho de modo a não ocorrerem espaços vazios entre linhas tangentes, que podem comprometer a resistência da peça. Deve-se também realçar as interseções (overlap) necessárias nos cruzamentos entre linhas, pois se forem em demasia vão gerar acumulação de material e um eventual erro (crash), mas se forem insuficientes vão criar na peça uma zona estruturalmente pouco resistente. A Tabela 1 apresenta os defeitos críticos ocorridos durante a impressão. Figura 2. Heterogeneidade da cor na superfície duma peça em PET reciclado. Figura 3. Peças de mobiliário impressas em PETG. Figura 4. Trajetória de construção usada na impressão de uma geometria complexa.
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