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

• Processo: 16/17835-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2017
• Data de Término da vigência: 01 de setembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Mecânica dos Sólidos
• Pesquisador responsável: Rafael Thiago Luiz Ferreira
• Beneficiário: Rafael Quelho de Macedo
• Instituição Sede: Divisão de Engenharia Mecânica (IEM). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/22123-8 - Otimização de propriedades mecânicas de componentes construídos por deposição de material fundido através de análise micro mecânica, BE.EP.DR
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: análise micromecânica | Deposição de material fundido | envelopes de falha | tensão residual térmica | Mecânica dos Sólidos Computacional

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.

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)

DE MACEDO, RAFAEL QUELHO; LUIZ FERREIRA, RAFAEL THIAGO; GLEADALL, ANDREW; ASHCROFT, IAN. VOLCO-X: Numerical simulation of material distribution and voids in extrusion additive manufacturing. ADDITIVE MANUFACTURING, v. 40, APR 2021. (17/09419-5, 17/22123-8, 16/17835-6)