Manufatura aditiva de peças cerâmicas por fotopolimerização: influência das dimensões dos corpos de prova e da temperatura na eficiência do debinding químico

• Processo: 24/03788-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Ana Paula da Luz
• Beneficiário: João Pedro Frossard Matheus
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Alumina Impressão tridimensional Solventes Cerâmicas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alumina | debinding | fotopolimerização em cuba | Manufatura Aditiva | solvente | Cerâmicas

Resumo

O contínuo desenvolvimento de novas tecnologias tem conduzido a um novo paradigma na fabricação: elaborar processos adaptativos que podem ser personalizados de acordo com as necessidades de cada usuário, permitindo a manufatura de peças com geometrias complexas e a um baixo custo. Tradicionalmente, a produção de cerâmicas em grande escala envolve processos como prensagem, colagem, torneamento e moldagem, os quais podem ser complementados (ou totalmente substituídos no futuro) pela manufatura aditiva (AM). Dentre as opções disponíveis, a técnica de processamento digital de luz (Digital Light Processing - DLP) é uma das mais versáteis e com maior precisão para a produção de estruturas porosas ou densas. Porém, além da escolha criteriosa das configurações de impressão para se produzir cerâmicas de alta qualidade, as propriedades e desempenho final das peças dependerão fortemente das etapas subsequentes de pós-processamento (debinding e sinterização), as quais devem garantir a adequada remoção dos componentes orgânicos e consolidação da microestrutura cerâmica. Pensando nisso, o principal objetivo deste projeto consiste em avaliar a eficiência do debinding químico de peças de alumina produzidas via DLP. Para isso, serão analisadas amostras produzidas com três diferentes formatos (variando-se a razão área superficial/volume) quando em contato com solventes (álcool isopropílico, acetona e clorofórmio) mantidos em diferentes temperaturas (20 ou 40C). A fração de polímero removido e a porosidade das amostras impressas serão monitorados em função do tempo de contato com o solvente nas condições analisadas. Adicionalmente, as propriedades físicas e microestruturais dos corpos de prova obtidos após o debinding químico e sinterização até 1600C serão analisados, visando identificar a melhor condição obtida para a remoção dos polímeros utilizados. Portanto, almeja-se a definição de rotas mais adequadas para a obtenção de peças cerâmicas de alta qualidade obtidas por AM, minimizando-se o aparecimento de defeitos microestruturais indesejados na etapa de pós-processamento.