Desenvolvimento de filamentos de nanocompósitos de abs/nanocargas carbonosas para confecção de carcaça protetora de circuitos eletrônicos por manufatura aditiva

• Processo: 21/10136-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2022
• Data de Término da vigência: 25 de março de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Luiz Antonio Pessan
• Beneficiário: Erick Gabriel Ribeiro dos Anjos
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/10475-8 - Desenvolvimento de filamentos de nanocompósitos de alta-performance de abs e nanocargas carbonosas para manufatura aditiva de peças eletromagnéticas funcionais, BE.EP.DR
• Assunto(s): Impressão tridimensional Nanocompósitos Nanoplacas de grafeno Nanotubos de carbono Polímeros
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: filamentos | Manufatura Aditiva | Nanocargas Carbonosas | nanocompósitos | Nanoplacas de Grafeno | nanotubos de carbono | Polímeros

Resumo

Dentre os processos de manufatura aditiva a Fabricação por Fusão de Filamento (FFF) tem ganhado interesse por apresentar diversas vantagens, possibilitando resultados como menor custo envolvido no processamento, grande variedade de design e maior agilidade para modificações, frente aos processos convencionais de conformação. Dessa forma, novos materiais para este processo estão sendo extensivamente pesquisados com destaque para os nanocompósitos termoplásticos modificados com nanocargas carbonosas como: nanotubos de carbono de múltiplas camadas (MWCNT), nanoplacas de grafeno (GNP) e negro de fumo nanométrico (NF). Esses materiais carbonosos são essenciais para promover propriedades elétricas e eletromagnéticas necessárias para a confecção de carcaças protetoras de circuitos eletrônicos. Nesse sentido, esse projeto propõe o desenvolvimento de nanocompósitos utilizando como matriz um dos termoplásticos mais aplicados no processo de FFF e na indústria de eletrônicos, o copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) modificado com nanocargas carbonosas (MWCNT, GNP e NF). Os filamentos dos nanocompósitos com uma única nanocarga e híbridos (mistura das nanocargas) serão produzidos pelo processo de extrusão do material fundido, com uma matriz apropriada e um puxador de filamentos acoplado. Após a adequação dos parâmetros de extrusão dos filamentos, serão produzidos corpos de prova pelo processo de FFF, variando-se parâmetros de impressão visando a otimização do processo. Os corpos de prova impressos serão caracterizados por ensaios mecânicos (tração uniaxial e resistência ao impacto Izod), análises térmicas (calorimetria de varredura diferencial - DSC, análise dinâmico-mecânica - DMA e análise termogravimétrica - TGA), impedância elétrica, eficiência de blindagem eletromagnética (EMI SE) e avaliação morfológica. Como principal resultado, espera-se dominar essa tecnologia e obter filamentos de nanocompósitos que sejam multifuncionais, com propriedades térmicas, mecânicas, elétricas e eletromagnéticas para confecção de carcaças de componentes eletrônicos.

Publicações científicas

(8)

(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)

BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; DOS ANJOS, ERICK GABRIEL RIBEIRO; MORGADO, GUILHERME FERREIRA DE MELO; INDRUSIAK, TAMARA; ANTONELLI, EDUARDO; MEDEIROS, NILA CECILIA DE FARIA LOPES; BALDAN, MAURICIO RIBEIRO; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; PASSADOR, FABIO ROBERTO. Comparative study of electromagnetic functional epoxy composites filled with Fe-based materials. JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE-MATERIALS IN ELECTRONICS, v. 35, n. 7, p. 15-pg., 2024-03-01. (21/10136-3)

DOS ANJOS, ERICK GABRIEL RIBEIRO; PASSADOR, FABIO ROBERTO; DE CARVALHO, ANDRE BALOGH; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; SUNDARARAJ, UTTANDARAMAN; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Advanced ternary carbon-based hybrid nanocomposites for electromagnetic functional behavior in additive manufacturing. APPLIED MATERIALS TODAY, v. 40, p. 14-pg., 2024-08-10. (23/10475-8, 21/10136-3)

DOS ANJOS, ERICK GABRIEL RIBEIRO; BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; MONTAGNA, LARISSA STIEVEN; MORGADO, GUILHERME FERREIRA DE MELO; MARTINS, EDUARDO FERREIRA; PESSAN, LUIZ ANTONIO; MOREIRA, FRANCYS KLEY VIEIRA; MARINI, JULIANO; PASSADOR, FABIO ROBERTO. Biodegradation Behavior and Life Cycle Assessment of PLA/PHBV/Carbonaceous Materials Hybrid Nanocomposites for Antimicrobial Multifunctional Packaging. JOURNAL OF POLYMERS AND THE ENVIRONMENT, v. 32, n. 10, p. 17-pg., 2024-05-10. (21/10136-3, 20/12501-8)

DOS ANJOS, ERICK GABRIEL RIBEIRO; BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; MARINI, JULIANO; BALDAN, MAURICIO RIBEIRO; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; SUNDARARAJ, UTTANDARAMAN; PASSADOR, FABIO ROBERTO; PESSAN, LUIZ ANTONIO. Insights for improving the electromagnetic properties of conductive nanocomposites manufactured with carbon nanotubes. ADDITIVE MANUFACTURING, v. 81, p. 15-pg., 2024-01-31. (21/10136-3)

DOS ANJOS, ERICK GABRIEL RIBEIRO; BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; MORGADO, GUILHERME FERREIRA DE MELO; MONTAGNA, LARISSA STIEVEN; BRAGA, NATALIA FERREIRA; ANTONELLI, EDUARDO; MARINI, JULIANO; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; PASSADOR, FABIO ROBERTO. Influence of MWCNT aspect ratio on the rheological, electrical, electromagnetic shielding, and mechanical properties of polycarbonate melt mixed nanocomposites. JOURNAL OF POLYMER RESEARCH, v. 30, n. 2, p. 16-pg., 2023-02-01. (21/10136-3, 20/12501-8)

DOS ANJOS, ERICK GABRIEL RIBEIRO; BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; MORGADO, GUILHERME FERREIRA DE MELO; ANTONELLI, EDUARDO; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; PESSAN, LUIZ ANTONIO; MOREIRA, FRANCYS KLEY VIEIRA; MARINI, JULIANO; PASSADOR, FABIO ROBERTO. Renewable PLA/PHBV Blend-Based Graphene Nanoplatelets and Carbon Nanotube Hybrid Nanocomposites for Electromagnetic and Electric-Related Applications. ACS APPLIED ELECTRONIC MATERIALS, v. 5, n. 11, p. 13-pg., 2023-11-14. (21/10136-3)

RIBEIRO DOS ANJOS, ERICK GABRIEL; BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; MARINI, JULIANO; SUNDARARAJ, UTTANDARAMAN; PESSAN, LUIZ ANTONIO; PASSADOR, FABIO ROBERTO. Tuning the Morphology of Immiscible Polymer Blend-Based Hybrid Nanocomposite for Improving Microwave Absorption Response. ACS POLYMERS AU, v. N/A, p. 16-pg., 2024-11-28. (21/10136-3, 23/10475-8)

DOS ANJOS, ERICK GABRIEL RIBEIRO; BRAZIL, TAYRA RODRIGUES; MORGADO, GUILHERME FERREIRA DE MELO; ANTONELLI, EDUARDO; MEDEIROS, NILA CECILIA DE FARIA LOPES; SANTOS, ADELINA PINHEIRO; INDRUSIAK, TAMARA; BALDAN, MAURICIO RIBEIRO; REZENDE, MIRABEL CERQUEIRA; PESSAN, LUIZ ANTONIO; et al. Graphene related materials as effective additives for electrical and electromagnetic performance of epoxy nanocomposites. FLATCHEM, v. 41, p. 15-pg., 2023-09-01. (21/10136-3)