ESTUDO COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS, MORFOLÓGICAS E MECÂNICAS DE PA E PLA NA IMPRESSÃO 3D
Data
2024-11-30
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Resumo
This study conducted a comprehensive characterization of the thermal, morphological, and
mechanical properties of poly(lactic acid) (PLA) and polyamide (PA) filaments used in 3D
printing, including their carbon fiber (CF) and glass fiber (GF) reinforced variants, as well as
specialized versions for high-strength (PRO) and high-temperature (PAHT) applications. Using
Differential Scanning Calorimetry (DSC), tensile tests, and Scanning Electron Microscopy
(SEM), the thermal behavior, mechanical strength, and internal morphology of the filaments
were investigated. The results indicate that PAHT CF15, reinforced with 15% carbon fiber,
exhibits the best thermal and mechanical resistance, making it suitable for high-temperature
applications. PA6 GF30, with 30% glass fiber, offers a good balance between stiffness and
strength. In contrast, PLA White and PLA Pro materials are more suited for moderate-
temperature applications. The analysis of different infill patterns (40% and 100%) reveals that
the choice of configuration depends on cost-effectiveness, considering the specific application and desired strength. The study suggests that improvements in matrix-fiber adhesion could
optimize the performance of the composites, particularly for PAHT CF15.
Descrição
Este estudo realizou uma caracterização abrangente das propriedades térmicas, morfológicas e
mecânicas de filamentos de poli(ácido lático) (PLA) e poliamida (PA) utilizados em impressão
3D, incluindo suas variantes reforçadas com fibras de carbono (CF) e vidro (GF), bem como
versões especializadas para aplicações de alta resistência (PRO) e temperatura (PAHT). Através
de técnicas de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC), ensaios de tração e Microscopia
Eletrônica de Varredura (MEV), investigou-se o comportamento térmico, a resistência
mecânica e a morfologia interna dos filamentos. Os resultados indicam que o PAHT CF15,
reforçado com 15% de fibra de carbono, apresenta a melhor resistência térmica e mecânica,
sendo adequado para aplicações de alta temperatura. O PA6 GF30, com 30% de fibra de vidro,
oferece um bom equilíbrio entre rigidez e resistência. Em contrapartida, os materiais PLA
White e PLA Pro são mais indicados para aplicações em temperaturas moderadas. A análise
dos diferentes padrões de preenchimento (40% e 100%) revela que a escolha da configuração
depende do custo-benefício, considerando a aplicação específica e a resistência desejada. O
estudo sugere que melhorias na adesão matriz-fibra podem otimizar o desempenho dos
compósitos, especialmente para o PAHT CF15.
Palavras-chave
impressão 3D, moldagem por extensão, PA, PL, técnicas de caracterização
Referência
SILVA, Rafael Aldreem Alves da. ESTUDO COMPARATIVO DAS PROPRIEDADES TÉRMICAS, MORFOLÓGICAS E MECÂNICAS DE PA E PLA NA IMPRESSÃO 3D. 17f. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia dos Materiais) - Unidade Acadêmica do Cabo de Santo Agostinho, Universidade Federal Rural de Pernambuco, 2025.
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