Manufatura aditiva de amostras de carbonato de cálcio com porosidade multiescala

• Processo: 21/12556-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
• Pesquisador responsável: Carlos Alberto Fortulan
• Beneficiário: Mateus Mota Morais
• Supervisor: Paolo Colombo
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Università degli Studi di Padova, Itália
• Vinculado à bolsa: 20/16012-1 - Fabricação de core plugs cerâmicos com porosidade multiescala, BP.DR
• Assunto(s): Carbonato de cálcio Porosidade controlada Impressão tridimensional Estereolitografia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: carbonato de cálcio | Cerâmica porosa | impressão 3D | Porosidade hierarquica | Rocha artificial | Stereolitografia | Manufatura aditiva

Resumo

Este projeto de estágio de pesquisa visa desenvolver uma rota de fabricação para produzir amostras de carbonato de cálcio com porosidade controlada em múltiplas escalas. Este BEPE faz parte de um projeto de doutorado para produzir rochas carbonáticas artificiais. Cerâmicas com porosidade hierárquica têm muitas propriedades desejáveis e são encontradas naturalmente em rochas porosas, recifes de coral e ossos. No entanto, é um desafio fabricar e replicar essas estruturas hierárquicas e controlar a porosidade em múltiplas escalas. A solução proposta envolve o uso de manufatura aditiva para produzir porosidade macroscópica (> 100 µm) enquanto a microporosidade (<100 µm) será ajustada por outras técnicas. Duas estratégias serão comparadas: direta (impressão 3D de uma suspensão cerâmica) e indireta (colagem da suspensão cerâmica em um molde sacrificial produzido por impressão 3D). As atividades do projeto compreenderão a formulação e caracterização das suspensões cerâmicas (reologia e parâmetros fotossensíveis), a manufatura aditiva e colagem de amostras porosas hierárquicas, a otimização do pós-processamento (limpeza, remoção de orgânicos e sinterização), a caracterização de peças impressas e moldadas (propriedades mecânicas, fases cristalinas, densidade e porosidade). A capacidade do processo de fabricação proposto será validada para duas aplicações: rochas carbonáticas artificiais e scaffolds ósseos. Se a solução proposta for bem-sucedida, ela resultará em um avanço significativo na petrofísica experimental, pois nenhum estudo anterior foi capaz de produzir réplicas de rochas carbonáticas com porosidade hierárquica ajustável. (AU)