Caracterização do comportamento em fadiga do plástico ABS produzido por extrusão e manufatura aditiva

Abstract

O presente trabalho trata da caracterização das principais propriedades mecânicas e comportamento à fadiga de um dos polímeros mais utilizados por manufatura aditiva (AM), o acrilonitrila butadieno estireno (ABS). De forma paralela são estudados efeitos em amostras produzidas por extrusão tradicional e manufatura aditiva por moldagem por deposição de material fundido (FDM). Inicialmente, apresenta-se uma breve introdução sobre polímeros, processos de manufatura, impressão 3D, conceito de fadiga e análise de vida em fadiga (Métodos S-N e 𝜀-N). Com base nos ensaios de tração axial, foi possível determinar a curva tensão por deformação, bem como propriedades do material, dentre elas o módulo de elasticidade, limite de resistência à tração, tensão de ruptura e coeficiente de Poisson. Esta análise é o primeiro passo para estudar o comportamento de materiais poliméricos quando submetidos à fadiga mecânica. Ressalta-se ainda a importância do estudo da fadiga na concepção e previsão de vida de componentes, em especial dos componentes poliméricos, diante da popularização e crescente utilização de impressoras 3D. Verifica-se com base na comparação entre amostras obtidas por impressão 3D e fornecidas por métodos tradicionais de manufatura, a influência do processo de construção nas propriedades mecânicas. Das amostras testadas neste trabalho, os componentes produzidos pela impressão 3D mostraram propriedades similares àquelas produzidas pela extrusão tradicional. A confecção dos corpos de prova e os procedimentos de ensaios mecânicos estão de acordo com as normas ASTM D638 e ASTM D7791, respectivamente, testes normatizados para ensaios de tração axial e fadiga axial.