Estudo de viabilidade para aplicações espaciais da impressão 4D

Abstract

A tecnologia de impressão 4D é um método que tem sua evolução direto da impressão 3D, tecnologia essa de manufatura aditiva bastante consolidada, no qual um objeto é fabricado através da sobreposição de camadas sucessivas de material (camada por camada). A característica distintiva da tecnologia de impressão 4D em comparação à impressão 3D é que, graças ao uso de materiais com propriedades de memória de forma, é possível que os objetos impressos 4Dtenham a capacidade de mudar sua forma quando expostos a um estímulo externo muito específico, e de realizar uma certa ação quando impressos em certas configurações geométricas. Este método torna possível mudar a forma da geometria do objeto ao longo do tempo, e este é o quarto D na definição. O objetivo deste trabalho é verificar a possibilidade de utilizar os materiais mais comum, e de baixo custo, que são comumente utilizados na impressão 3D, em aplicações4D. Analisando os materiais que utilizamos diariamente na manufatura aditiva por deposição fundida tentaremos entender quais deles demostram ter potencial para o uso na fabricação de “peças 4D”, com o intuito de escolher o material que mostra o desempenho melhor para um futuro utilizo como atuador em uma especifica aplicação aeroespacial. Além disto, será desenvolvida uma metodologia de fabricação, programação e desenvolvimento da geometria de teste para a produção de uma primeira peça manufaturada via impressão 4D. No desenvolvimento desta pesquisa, foi utilizado a impressora 3D ENDER 5 Plus da Creality da tecnologia de deposição de material fundido (ou FDM, pelo ingles Fusion Deposition Modelling), e os principais materiais estudados foram o Acrilonitrila butadieno estireno (ABS), Nylon e Ácido Polilático(PLA). Os principais resultados obtidos nesta pesquisa foram, a validação da metodologia de Fabricação 4D desenvolvida neste trabalho e a fabricação das primeiras peças 4D, usando dois dos materiais estudados.