Manufatura aditiva de peças cerâmicas a partir da técnica FFF: otimização de parâmetros de fabricação e procedimentos de debinding

• Processo: 24/04483-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2026
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Ana Paula da Luz
• Beneficiário: Ana Paula da Luz
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Carlos Alberto Fortulan ; Italo Leite de Camargo ; Márcio Raymundo Morelli ; Murilo Daniel de Mello Innocentini ; Paolo Colombo ; Rodrigo Bresciani Canto ; Vinicius Fiocco Sciuti
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/10200-4 - Otimização da impressão de cerâmicas a base de alumina e zircônia a partir da técnica de fabricação por filamento fundido (FFF), BP.IC
• Assunto(s): Alumina Cinética Impressão tridimensional Zircônia Cerâmicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alumina | Cinética | debinding | fabricação de filamento fundido | Manufatura Aditiva | zirconia | Cerâmicas

Resumo

As técnicas de manufatura aditiva (AM) têm recebido significativa atenção nos últimos anos devido à sua capacidade de produzir peças cerâmicas complexas e de alta precisão, atendendo às demandas de várias aplicações industriais. No entanto, persistem desafios na obtenção de peças grandes e densas com bom acabamento e livres de defeitos. Esses desafios decorrem das propriedades intrínsecas e das condições de processamento dos materiais cerâmicos, como altos pontos de fusão e a necessidade de tratamentos térmicos para consolidação. As etapas de pós-processamento, incluindo debinding e sinterização de peças fabricadas por AM, podem resultar em porosidade residual não controlada, formação de trincas e redução da resistência mecânica. Nesse contexto, este projeto tem como objetivo avaliar os parâmetros de impressão e os procedimentos de debinding de peças cerâmicas de alumina e zircônia produzidas através da técnica de fabricação por fusão de filamento (FFF). O objetivo principal é investigar a influência de vários parâmetros (como geometria da amostra, temperatura do solvente, taxa de aquecimento e atmosfera do ambiente) nas cinéticas de debinding químico e térmico das peças impressas. A meta é definir condições ótimas para o processamento de amostras com geometrias complexas, baseando-se em medições experimentais e modelos matemáticos. A caracterização abrangente das peças cerâmicas fabricadas será realizada utilizando técnicas convencionais (TG/DSC, FTIR) juntamente com métodos que permitem a coleta de dados in situ, como testes de permeabilidade a quente e monitoramento da retração das amostras ao longo dos tratamentos térmicos usando técnicas de correlação de imagens. Para validar os resultados dos cálculos, as condições de debinding mais adequadas serão aplicadas à preparação de um rotor inspirado em uma bomba centrífuga de sangue para suporte circulatório mecânico. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ALVES, P. L. A.; CAMARGO, I. L.; VERZA, J. R.; LUZ, A. P.. Impact of debinding atmosphere and sintering additives on the fabrication of alumina ceramics via vat photopolymerization. CERAMICS INTERNATIONAL, v. 51, n. 7, p. 10-pg., 2025-02-28. (23/08728-5, 24/04483-0)