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Publicação
Análise da Rugosidade Superficial de Peças Produzidas por Foto Polimerização
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
|---|---|---|---|---|
| 6.2 MB | Adobe PDF |
Orientador(es)
Resumo(s)
Os materiais poliméricos são fundamentais na atualidade devido não só às suas características,
das quais se destacam a versatilidade, durabilidade e eficiência energética e térmica, mas também pelo
seu reduzido custo. Dentro destes os polímeros termoendureciveis, utilizados na vat polymerization
(VP), uma das variantes da Manufatura Aditiva (MA), contam com aplicações em diversas áreas das
quais se destacam a engenharia, nomeadamente, a produção de equipamentos elétricos e mecânicos, tais
como, disjuntores e componentes de motores, e as indústrias médicas e dentária. No entanto, a
funcionalidade das peças produzidas por esta família de processos, da qual faz parte o Digital Light
Processing (DLP), pode ser comprometida pela sua rugosidade superficial, por exemplo ao
comprometer a sua resistência mecânica ou devido ao aumento da aderência de colónias de bactérias,
surgindo assim a necessidade de a investigar em função dos parâmetros do processo.
Os objetivos fundamentais desta dissertação são: identificar os parâmetros potencialmente
importantes para a rugosidade superficial de peças produzidas por DLP; aplicar os métodos de
planeamento de experiências e Análise de Variância (ANOVA) para determinar os fatores que mais
influenciam a rugosidade superficial de diversos materiais; utilizar a Metodologia da Superfície de
Resposta (MSR) para determinar o comportamento dos provetes impressos por DLP; estabelecer a
análise e conclusão de resultados experimentais.
Recorrendo a métodos estatísticos de Planeamento de Experiências (DoE), foram impressos 97
provetes com três materiais distintos e duas impressoras. Foram realizadas no total 582 medições de
rugosidade que, após serem sujeitas a uma análise estatística, permitiram avaliar a influência de cada
fator em cada um dos 7 parâmetros de rugosidade analisados, a comparação dos resultados obtidos entre
materiais e entre impressoras, a construção de um modelo empírico de resposta, recorrendo à
Metodologia da Superfície de Resposta (RSM) e, nomeadamente, ao Central Composite Design (CCD),
e a sua validação. Em suma, destacam-se as relações de proporcionalidade direta obtidas entre a
rugosidade superficial dos provetes e os fatores orientação e espessura de camada e a relação
inversamente proporcional com o fator tempo de exposição. Prevê-se, ainda, a influência da combinação
material impressora na resposta estudada.
Polymeric materials are crucial on today’s society due to their characteristics and also their low cost. Within these polymeric materials there are thermosets, used in vat polymerization (VP), one of Additive Manufacturing (AM) technologies, have applications in lots of areas including engineering and medical and dental industry. However, the functionality of produced parts with these family of processes, within which is digital light processing (DLP), can be compromised by their superficial roughness, leading to the necessity of analysing in according to the process parameters. The fundamental objectives of this thesis were identification of potencial important parameters to superficial roughness of produced parts through DLP; applying design of experiments (DoE) methods and analisis of variance (ANOVA) to determine the most important factors to roughness of different materials, utilize surface response methodology (RSM) to predict the roughness response of parts produced by DLP; analyse and conclusion of results. Using statistical methods of design of experiments (DoE), 97 parts were printed with 3 different materials and 2 different printers and 582 measures of roughness were made. These measures were statistical analyse to evaluate the influence of each factor on each of the 7 studied parameters, the comparison between diferent materials and printers, the construction of an empirical model of response, through Response Surface Methodology (RSM) and, namely, Central Composite Desing (CCD), and its validation.
Polymeric materials are crucial on today’s society due to their characteristics and also their low cost. Within these polymeric materials there are thermosets, used in vat polymerization (VP), one of Additive Manufacturing (AM) technologies, have applications in lots of areas including engineering and medical and dental industry. However, the functionality of produced parts with these family of processes, within which is digital light processing (DLP), can be compromised by their superficial roughness, leading to the necessity of analysing in according to the process parameters. The fundamental objectives of this thesis were identification of potencial important parameters to superficial roughness of produced parts through DLP; applying design of experiments (DoE) methods and analisis of variance (ANOVA) to determine the most important factors to roughness of different materials, utilize surface response methodology (RSM) to predict the roughness response of parts produced by DLP; analyse and conclusion of results. Using statistical methods of design of experiments (DoE), 97 parts were printed with 3 different materials and 2 different printers and 582 measures of roughness were made. These measures were statistical analyse to evaluate the influence of each factor on each of the 7 studied parameters, the comparison between diferent materials and printers, the construction of an empirical model of response, through Response Surface Methodology (RSM) and, namely, Central Composite Desing (CCD), and its validation.
Descrição
Palavras-chave
Central Composite Design (CCD) Digital Light Processing (DLP) Materiais Poliméricos Manufatura Aditiva (MA) Metodologia da Superfície de Resposta (RSM) Planeamento de Experiências (DoE) Rugosidade