Dissertação

{pt_PT=A functional analysis of an Additively Manufactured Bellcrank with long fibre reinforcement} {} EVALUATED

{pt=A Manufactura Aditiva (MA) é em 2019 um método de fabrico corrente, com uma grande evolução desde as suas raízes de prototipagem rápida, contudo ela continua a ter novos desenvolvimentos e melhorias sendo um deles a produção de compósitos. Esta tese avalia a capacidade da Modelagem por Deposição Fundida (MDF) de produzir componentes compósitos de matriz polimérica com desempenho semelhante aos produzidos por métodos convencionais de fabrico de compósitos. Para averiguar isto uma impressora Markforged Mark Two foi usada para produzir um componente para substituir uma bellcrank em fibra de carbono usada num veículo protótipo Fórmula SAE. É usada uma metodologia iterativa de projecto para MA, tendo sido desenvolvidos, produzidos e testados vários componentes MA, isto foi feito usando como base as recomendações do fabricante da impressora uma vez que uma comparação preliminar entre simulações e ensaios físicos invalidaram a validação de componentes feitos por MA recorrendo a elementos finitos. Não foi possível produzir um componente funcional. Seguidamente é feita a comparação entre o fabrico convencional com pré-impregnados em auto-clave e a MDF a fim de identificar potenciais benefícios da MA e finalmente é proposta uma metodologia de desenvolvimento melhorada assim como usos alternativos destes compósitos produzidos por MDF., en=Additive Manufacturing (AM) is as of 2019 a mainstream manufacturing technology having evolved from its rapid prototyping roots, however developments and refinements are ongoing with one in particular being the production of composites. This thesis evaluates the ability of Fused Deposition Modeling (FDM) to produce fibre reinforced plastic components of comparable performance to those produced by conventional composite maufacturing methods. To investigate this a Markforged Mark Two printer was used to produce a component to replace a carbon fibre bellcrank used in a Formula SAE prototype car. Using an interative design for AM methodology several AM designs were designed, printed and tested, this was done based on recomendations from the printer manufacturer as early on a comparison of simulation and physical test deemed validation through finite element modeling invalid for AM produced parts. In the end it was not possible to produce a functional component. Following this a comparison is done between the conventional autoclaved prepreg production method and FDM to identify potential AM gains and finally and improved design methodology is proposed as well as alternative uses for this type of FDM produced composites.}
{pt=Manufactura Aditiva, Compósito de Matriz Polimérica, Projecto para Manufactura Aditiva, Modelagem por Deposição Fundida, en=Additive Manufacturing, Fibre Reinforced Plastic, Design for Additive Manufacturing, Fused Deposition Modeling}

Junho 12, 2019, 16:0

Orientação

ORIENTADOR

Bruno Alexandre Rodrigues Simões Soares

Universidade Nova Lisboa - FCT

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Paulo Miguel Nogueira Peças

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar