Análise micromecânica de componentes tipo colmeia fabricados por deposição de material fundido

Resumo

O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo micromecânico para analisar componentes do tipo colmeia fabricados através de deposição de material fundido (FDM, do inglês). Para a análise micromecânica, um volume representativo deve ser definido, onde análises apropriadas por elementos finitos são realizadas de forma a obter propriedades elásticas efetivas e também tensões devido a carregamentos aplicados no componente impresso. Estas tensões podem ser avaliadas de forma a construir envelopes de falha. Tem sido reportada na literatura a influência dos parâmetros de impressão, como por exemplo espessura de camada, ângulo de deposição, velocidade de impressão e etc., nas propriedades finais do componente impresso. Além disso, o fenômeno de transferência de calor durante o processo de deposição afeta a geometria final e também as propriedades mecânicas finais do impresso. Neste trabalho, também serão inseridos parâmetros de impressão e tensões residuais térmicas no modelo micromecânico com o intuito de analisar, de forma numérica, como estes influenciam nas propriedades finais da parte impressa. Com esse modelo, os parâmetros de impressão podem ser variados de forma a se alcançar propriedades desejada. O modelo numérico será então validado com testes experimentais. Com o surgimento de novos materiais na impressão 3D, componentes funcionais podem ser fabricados. Exemplos são polímeros com reforço de fibras de carbono picadas e contínuas. Estes novos materiais exigem apropriados critérios e envelopes de falha, os quais o modelo proposto pode ser capaz de prever.