Manufatura aditiva de peças cerâmicas a partir da técnica FFF: otimização de parâmetros de fabricação e procedimentos de debinding

Resumo

As técnicas de manufatura aditiva (AM) têm recebido significativa atenção nos últimos anos devido à sua capacidade de produzir peças cerâmicas complexas e de alta precisão, atendendo às demandas de várias aplicações industriais. No entanto, persistem desafios na obtenção de peças grandes e densas com bom acabamento e livres de defeitos. Esses desafios decorrem das propriedades intrínsecas e das condições de processamento dos materiais cerâmicos, como altos pontos de fusão e a necessidade de tratamentos térmicos para consolidação. As etapas de pós-processamento, incluindo debinding e sinterização de peças fabricadas por AM, podem resultar em porosidade residual não controlada, formação de trincas e redução da resistência mecânica. Nesse contexto, este projeto tem como objetivo avaliar os parâmetros de impressão e os procedimentos de debinding de peças cerâmicas de alumina e zircônia produzidas através da técnica de fabricação por fusão de filamento (FFF). O objetivo principal é investigar a influência de vários parâmetros (como geometria da amostra, temperatura do solvente, taxa de aquecimento e atmosfera do ambiente) nas cinéticas de debinding químico e térmico das peças impressas. A meta é definir condições ótimas para o processamento de amostras com geometrias complexas, baseando-se em medições experimentais e modelos matemáticos. A caracterização abrangente das peças cerâmicas fabricadas será realizada utilizando técnicas convencionais (TG/DSC, FTIR) juntamente com métodos que permitem a coleta de dados in situ, como testes de permeabilidade a quente e monitoramento da retração das amostras ao longo dos tratamentos térmicos usando técnicas de correlação de imagens. Para validar os resultados dos cálculos, as condições de debinding mais adequadas serão aplicadas à preparação de um rotor inspirado em uma bomba centrífuga de sangue para suporte circulatório mecânico. (AU)