Desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados e de moldes para microfabricação via prototipagem rápida

• Processo: 06/07173-4
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de março de 2007 - 28 de fevereiro de 2009
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Processos Industriais de Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Rubens Maciel Filho
• Beneficiário: Rubens Maciel Filho
• Instituição-sede: Faculdade de Engenharia Química (FEQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais nanoestruturados Prototipagem rápida Microfabricação Processos químicos Polímeros (materiais)

Resumo

O objetivo deste projeto é o desenvolvimento de novos materiais nanoestruturados e a aplicação da tecnologia de Prototipagem Rápida para confeccionar moldes a partir de projeto auxiliado por computador (CAD), visando a microfabricação de microcomponentes e microsistemas mecânicos (MMS) e eletromecânicos (MEMS). Neste projeto, está sendo solicitado o sistema de Prototipagem Rápida FDM (Modelagem por Deposição de Material Fundido), com o objetivo de confeccionar os moldes em ABS, poli(Acrilonitrila-butadieno-estireno), para dar a forma desejada aos novos materiais desenvolvidos através da moldagem por injeção. O sistema FDM, do fabricante Stratasys, dentre os demais sistemas de Prototipagem Rápida, permite obter moldes e modelos tridimensionais com a geometria desejada para trabalhar com microinjeção dos novos materiais na microfabricação de artefatos e produtos para a Industria.Para se atingir os objetivos deste projeto, o sistema FDM é essencial na construção de moldes em ABS para moldagens por microinjeção, dada a sua versatilidade, precisão, rapidez e liberdade de forma. O material ABS, é ideal para produção de moldes dada suas propriedades de elevada resistência mecânica, dureza, baixa contração e rápida solidificação. O sistema FDM providencia um meio fácil e rápido do design de moldes para microfabricação, estimando-se uma economia de 80% do tempo e custos no ciclo de desenvolvimento de moldes com microdetalhes internos (cavidades e microcanais) e resolução espacial micrométrica.O desenvolvimento de novos materiais visa a otimização de formulações multimateriais, combinando sistemas poliméricos com componentes metálicos e/ou materiais cerâmicos nanoestruturados. Os multimateriais possuem indicações muito promissoras quanto a custos, propriedades físicas, mecânicas, elétricas e químicas, com especificações ao produto desejado. Em uma primeira fase, os novos materiais serão desenvolvidos e avaliados quanto as suas propriedades finais utilizando-se planejamentos experimentais, procedimentos e metodologias adequadas às suas caracterizações térmicas, mecânicas, elétricas, químicas, ensaios de difração de raios x, análise da morfologia, distribuição de peso molecular, além de simulações para otimização do processo e desenvolvimento dos novos materiais.Em uma etapa posterior, o sistema FDM será empregado na confecção dos moldes para a microfabricação dos microcomponentes e microsistemas MEMS utilizando-se os novos materiais desenvolvidos. A microfabricação dos novos materiais tem variadas aplicações, bem como, fabricação de circuitos micro fluídos, filtros de partículas, micro reatores químicos e biológicos, dispositivos eletrônicos e opto eletrônicos, sendo que a miniaturização destes componentes levarão os setores industriais ao desenvolvimento de novos produtos e tecnologias para a produção de bens finais. (AU)