Formulação e caracterização de potenciais filamentos compósitos de PLA e talos de tabaco para aplicação em manufatura aditiva

IF 0.5 4区 材料科学 Q4 MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY Materia-rio De Janeiro Pub Date : 2021-03-25 DOI:10.1590/S1517-707620210002.1288
Fernanda Rech, S. Silva, Liane Roldo, J. Oliveira, Fabio Pinto da Silva
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Abstract

A tecnologia de fabricacao por filamento fundido (FFF) utilizando polimeros como PLA e ABS e bem conhecida. Contudo, o desenvolvimento de filamentos compositos para esta tecnologia de manufatura aditiva, bem como a determinacao dos parâmetros de processamento e das propriedades resultantes na extrusao e na impressao 3D, ainda requerem pesquisa. Esse estudo exploratorio analisa as propriedades quimicas, termicas e a morfologia de filamento de matriz polimerica de PLA e talos de tabaco, visando sua utilizacao no processo FFF. Os materiais utilizados foram talos de tabaco moidos e PLA. As particulas de tabaco, com tamanho medio de 50 m, apresentaram-se aleatoriamente distribuidas no filamento. No entanto, aglomerados de particulas,  bolhas e porosidades foram observados no centro do filamento. Ensaios por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier mostraram que o filamento composito apresentou interacao mecânica entre os materiais. A analise termica permitiu verificar que nao houve degradacao do po de talos de tabaco, mantendo a integridade quimica e fisica do filamento composito a temperatura de extrusao de 180 °C. A calorimetria exploratoria diferencial revelou que as particulas de po de talos de tabaco podem ter atuado como agente nucleante, aumentando o grau de cristalinidade do filamento composito. Sugere-se para estudos futuros o aumento do percentual de po de talos de tabaco, a investigacao de outros metodos de preparacao de compositos, bem como um estudo da adicao de plastificantes ou agentes compatibilizantes para aprimorar a ligacao entre a interface do PLA e as particulas de tabaco. Palavras-chave: impressao 3D, fabricacao de filamento fundido, manufatura aditiva, compositos, tabaco.
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用于增材制造的聚乳酸和烟草茎复合长丝的配方和表征
使用PLA和ABS等聚合物的熔融长丝(FFF)制造技术是众所周知的。然而,用于这种增材制造技术的复合长丝的开发,以及加工参数的确定和由此产生的挤压和3D打印性能,仍然需要研究。本探索性研究分析了聚乳酸聚合物基体和烟草茎的化学、热性能和形貌,旨在将其应用于FFF工艺。使用的材料是磨碎的烟草茎和聚乳酸。烟草颗粒大小而且到50米,呈随机分布在纤维。然而,在灯丝的中心观察到颗粒团块、气泡和孔隙。傅里叶变换红外光谱分析表明,复合灯丝与材料之间存在机械相互作用。热分析表明,在180°C的挤压温度下,po没有降解,保持了复合纤维的化学和物理完整性。差示扫描量热法表明,烟草茎中的po颗粒可能起到成核剂的作用,增加了复合丝的结晶度。建议未来研究的增加率的调查烟草茎,其它方法制备compositos和adicao研读的增塑剂或compatibilizantes代理来改善之间的连接界面的解放军和烟草的粒子。关键词:3D打印,铸丝制造,增材制造,复合材料,烟草。
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