Projeto hierárquico de componentes multi-material produzidos por impressão 3D

• Processo: 17/09419-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Pesquisa
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial - Estruturas Aeroespaciais
• Pesquisador responsável: Rafael Thiago Luiz Ferreira
• Beneficiário: Rafael Thiago Luiz Ferreira
• Pesquisador Anfitrião: Ian Anthony Ashcroft
• Instituição Sede: Divisão de Engenharia Mecânica (IEM). Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA). Ministério da Defesa (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Nottingham, University Park, Inglaterra
• Assunto(s): Impressão tridimensional Materiais compósitos Otimização estrutural Microestruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: impressão 3D | Materiais compósitos | multi-material | otimização estrutural hierárquica | Otimização de estruturas de materiais compósitos

Resumo

O modelamento por fusão e deposição (fused deposition modeling, FDM) é uma tecnologia utilizada em impressão 3D. Impressoras modernas trabalham com mais de um material e estes podem ser combinados para imprimir um componente multi-material. Novos materiais compósitos reforçados para impressão 3D tem sido desenvolvidos, com características mecânicas melhoradas, expandindo sua aplicação em engenharia. Dentro deste contexto, o objetivo da presente proposta é desenvolver metodologias para o projeto de componentes multi-material por otimização hierárquica, para impressão em 3D. A otimização hierárquica pretende, para uma dada função objetivo, otimizar uma estrutura em dois níveis distintos porém conectados. O primeiro nível é o da macroestrutura, onde a estrutura em si é projetada. O segundo nível é o da microestrutura, onde o material da estrutura é projetado. Os resultados esperados são projetos ótimos de compósitos a serem produzidos via FDM. Este projeto tem início previsto para fevereiro de 2018, tendo duração de um ano. Seu orientador será o Prof. Ian A. Ashcroft, do EPSRC Centre for Innovative Manufacturing in Additive Manufacturing, da Universidade de Nottingham, Reino Unido. Dr. Ashcroft tem mais de 100 artigos publicados, participa de um proeminente grupo de pesquisa em manufatura aditiva e é o coordenador do projeto Design Systems Development for Multifunctional Additive Manufacturing. (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)

FERREIRA, RAFAEL T. L.; ASHCROFT, IAN A.. Optimal orientation of fibre composites for strength based on Hashin's criteria optimality conditions. STRUCTURAL AND MULTIDISCIPLINARY OPTIMIZATION, v. 61, n. 5, FEB 2020. (17/09419-5)

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)