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Mestrado - Marcelo Okada Shigueoka

por dirppg-ct publicado 19/08/2019 13h59, última modificação 19/08/2019 13h59
Desenvolvimento de estratégias de preenchimento para obter meios porosos tipo lattice por manufatura aditiva por extrusão de material
Quando
04/09/2019
de 08h30 até 11h30
(America/Sao_Paulo / UTC-300)
Onde
Sede Ecoville: Sala K-104
Pessoa de contato
Prof. Neri Volpato
Participantes
Orientador: Prof. Neri Volpato, Ph.D - UTFPR
Banca examinadora:
Presidente: Prof. Neri Volpato, Ph.D - UTFPR
Profa. Ana Sofia Clímaco Monteiro de Oliveira, Ph.D - UFPR
Prof. José Aguiomar Foggiatto, Dr. - UTFPR
Prof. Silvio Luiz de Mello Junqueira, Dr. - UTFPR
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Resumo: A fabricação de materiais porosos (MP) com estrutura planejada, com tecnologias de manufatura aditiva (AM) por extrusão de material é uma área em pleno desenvolvimento. Diversos são os trabalhos publicados com práticas para obtenção destes MP, envolvendo apenas a caracterização mecânica, ou também buscando relações entre porosidade e permeabilidade do MP. No entanto, a utilização de certos aspectos construtivos próprios da AM por extrusão de material não foram aprofundados. O objetivo deste trabalho foi desenvolver estratégias de preenchimento para obter MP com estrutura projetada de lattice provenientes de geometrias baseadas em estratégias de preenchimento raster da AM por extrusão de material e realizar análise da influência das variações destas estratégias na permeabilidade do meio. Mantendo a mesma porosidade dos MP, os seguintes parâmetros foram variados: Ângulo de raster; Desalinhamento de filamentos (stagger) e Quantidade de filamentos agrupados; Os MPs foram reconstruídos por micro tomografia, que possibilitou ajustes no modelo 3D, e a posterior confecção de MP com diferentes geometrias para obtenção da permeabilidade de forma numérica e experimental com permeâmetro. Os resultados obtidos indicam que os parâmetros ângulo de raster e desalinhamento de filamentos stagger afetam a permeabilidade, mas não possuem uma relação linear com a mesma. Já para MP com filamentos agrupados, há um impacto mais significativo, onde um aumento na distância do desalinhamento stagger, resulta em redução da permeabilidade.
Palavras-chave: Meio poroso, Manufatura Aditiva, Extrusão de Material, Lattice, Parâmetros de Processo, Preenchimento Raster, Porosidade, Desalinhamento Stagger, Filamentos agrupados, Ângulo de raster, Permeabilidade.

Development of filling strategies to obtain lattice porous media with additive manufacturing by material extrusion
Abstract: The production of porous materials (PM) with a planned and permeable structure with Additive Manufacturing (AM) technologies by material extrusion is an area in full development. There are several works published with practices to obtain these MP, involving only the mechanical characterization, or also seeking relations between porosity and permeability of the PM. However, the use of certain constructive aspects of the AM by extrusion of material has not been deepened. The objective of this work was to develop filling strategies to obtain lattice projected structure PM from geometries based on AM raster filling strategies by material extrusion and to analyze the influence of variations of these strategies on the medium permeability. Keeping the same porosity of PM, the following parameters were varied: Raster angle; Filament misalignment (stagger) and the number of joined filaments. The PM were reconstructed by micro-tomography, which allowed adjustments in the 3D model, and the subsequent confection of PM with different geometries to obtain the permeability of numerical and experimental form with permeability. The results indicate that the parameters raster angle and stagger filament misalignment affect permeability, but do not have a linear relationship with it. For PM with clustered filaments, there is a more significant impact, where an increase in stagger misalignment distance results in reduced permeability.
Keywords: Porous media; Additive Manufacturing; Filling Raster Strategy


Lista de publicações:


Shigueoka, M. O.; Alves, T. A. and Volpato, N. ANÁLISE DE PERMEABILIDADE DE MEIOS POROSOS POLIMÉRICOS OBTIDOS POR MANUFATURA ADITIVA POR EXTRUSÃO DE MATERIAL. 10º Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação (COBEF), São Carlos, SP, 05 a 07 de Agosto de 2019.

Shigueoka, M. O.; Junqueira, S. L. de M.; Alves, T. A. and Volpato, N., PERMEABILITY ANALYSIS OF POLYMERIC POROUS MEDIA OBTAINED BY MATERIAL EXTRUSION ADDITIVE MANUFACTURING, 30th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium (SFF), Austin USA, August 12-14, 2019.

Shigueoka, M. O.; Nakonetchnei, E. C. and Volpato, N. Strategies for Obtaining Porous Media through the Process Planning in Material Extrusion Additive Manufacturing. First International Conference on Progress in Digital and Physical Manufacturing (ProDPM'19), Leiria, Portugal, October 02-04, 2019.