Influence of fill percentage on the mechanical behavior of PLA and ABS parts obtained by 3D extrusion printing
Revista Brasileira de Ciência, Tecnologia e Inovação (RBCTI)
Influence of fill percentage on the mechanical behavior of PLA and ABS parts obtained by 3D extrusion printing
Autor Correspondente: M. M. Shimano | [email protected]
Palavras-chave: ABS, PLA, Impressão 3D, Comportamento mecânico; 3D Printer, Mechanical behavior.
Resumos Cadastrados
Resumo Português:
A tecnologia de impressão 3D por extrusão tem revolucionado a maneira como são fabricados peças e equipamentos. Esses processos permitem que sejam impressas peças com considerável complexidade geométrica a um baixo custo. Diferentes tipos de materiais termoplásticos podem ser utilizados. Tanto o tipo de material quanto os parâmetros do processo de impressão podem resultar em produtos com distintas propriedades mecânicas. Para verificar qual material tem o comportamento mais adequado a uma determinada aplicação, é necessário submetê-los a diferentes testes mecânicos, dentre estes os ensaios de flexão em 3 pontos e compressão. O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento mecânico do PLA (Poli Ácido Lático), e do ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno) utilizados na fabricação de corpos de prova com 15% e 30% de preenchimento, quando submetidos a esforços de flexão e compressão. As propriedades mecânicas analisadas foram a força máxima, a deformação até a força máxima e a rigidez. Os resultados indicaram que há diferenças estatisticamente significativas entre os grupos testados nos valores de força máxima para compressão, e rigidez para flexão. Os maiores valores para estas propriedades mecânicas foram apresentados pelo PLA com 30% de preenchimento. Para o teste de flexão o preenchimento teve influência direta na rigidez e para o teste de compressão a porcentagem de preenchimento influenciou em todas propriedades mecânicas avaliadas para ambos materiais. Nestes casos, quanto maior a porcentagem de preenchimento, maiores foram os valores observados. Ao caracterizar mecanicamente tais materiais o presente estudo colabora para que a manufatura aditiva resulte em produtos mais confiáveis, projetados conforme especificações técnicas validadas experimentalmente.
Resumo Inglês:
Extrusion 3D printing technology has revolutionized the way parts and equipment are manufactured. These processes allow parts with considerable geometric complexity to be printed at a low cost. Different types of thermoplastic materials can be used. Both the type of material and the parameters of the printing process can result in products with different mechanical properties. To verify which material has the most appropriate behavior for a particular application, it is necessary to submit them to different mechanical tests, among them the 3-point bending and compression tests. The objective of this work was to study the mechanical behavior of PLA (Poly Lactic Acid) and ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) used in the manufacture of specimens with 15% and 30% of filling, when subjected to flexural and compression efforts. The mechanical properties analyzed were maximum strength, deformation to maximum strength and stiffness. The results indicated that there are statistically significant differences between the groups tested in the values of maximum strength for compression, and stiffness for flexion. The highest values for these mechanical properties were presented by PLA with 30% filling. For the flexural test, the filling has a direct influence on the stiffness and for the compression test the filling percentage influenced all mechanical properties evaluated for both materials. In these cases, the higher the filling percentage, the higher the observed values. By mechanically characterizing such materials, the present study contributes to additive manufacturing results in more reliable products designed according to experimentally validated technical specifications.
