Dissertação

{pt_PT=Análise Numérica e Experimental das Trocas de Calor no Fabrico Aditivo: Análise das Trocas de Calor na Tecnologia FDM} {} EVALUATED

{pt=A impressão 3D encontra-se cada vez mais presente no quotidiano da sociedade. Contudo, na classe de máquinas disponíveis ao utilizador comum, ainda não alcançou o seu total potencial. Este trabalho tem por objectivo compreender como melhorar a qualidade das peças produzidas com impressoras do tipo FDM, focando um parâmetro específico. Esta tecnologia foi seleccionada por ser a mais disponível e menos custosa no mercado. Assim, selecionou-se a impressora adequada ao estudo pretendido (BLOCKS ONE) e, trabalhando conjuntamente com duas empresas (3Dways e BLOCKS), optou-se por estudar o controlo de temperatura na zona de impressão uma vez que a análise efectuada revelou que este parâmetro tinha grande impacto na qualidade final da peça produzida. Após analisar a literatura, verificou-se que este aspecto afetava diretamente factores, vitais na obtenção de uma impressão de qualidade: boa união das diferentes camadas e minimização de distorções. Para analisar este parâmetro, primeiramente, realizaram-se simulações computacionais para inferir se a regulação de temperatura da mesa de impressão e do bocal seria suficiente para alcançar este objectivo ou se seria necessário um ambiente de temperatura controlada. Seguidamente, realizaram-se ensaios experimentais auxiliados por uma câmara termográfica de modo a validar os resultados numéricos e a caracterizar mais detalhadamente a distribuição da temperatura na mesa de impressão, numa peça impressa e no bocal. Do trabalho realizado, observa-se que as temperaturas da mesa e do bocal não seriam suficientes para um controlo de temperatura eficaz e que, existindo um ambiente controlado, as condições desejadas são atingidas sob determinadas condições. , en=3D printing is ever more present in society, however, in the class of machines available to the common user, this technology hasn’t yet achieved its full potential. This work, focusing one specific parameter, aims to understand how the quality of parts produced by FDM type printers could be improved. This technology was selected for being the one more available and cost efficient in the market. So, after selecting an adequate printer to the intended study (BLOCKS ONE) and, working with two companies (3Dways and BLOCKS), the chosen parameter to analyze was the temperature control in the print volume, after realizing it had significant impact in the final quality of the printed part. Hence, after consulting the literature, it was verified that this aspect directly affected factors, which are vital for a quality print: good union of the deposited layers and warping minimization. To analyse this parameter, firstly, a set of computational simulations were performed, to infer if regulation of the print bed and nozzle temperature would be enough to achieve this goal or if a controlled environment was required. Afterwards, an experimental analysis was completed, helped by an infrared thermographic camera, to validate the numerical results and perform a detailed description of the temperature fields in the print bed, in a printed part and in the nozzle. From this work, it’s observed that the print bed and nozzle temperatures are insufficient for an effective temperature control and that, with a controlled environment, the desired conditions are achieved under certain conditions. }
{pt=Impressora 3D, FDM (Fused Deposition Modeling), Controlo de temperatura, Sinterização, Distorções, Câmara Termográfica., en=3D Printing, FDM (Fused Deposition Modeling), Temperature control, Sintering, Warping, Thermal Camera.}

Novembro 23, 2018, 15:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

António Manuel Relógio Ribeiro

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar