Desafios da conformação por extrusão 3D de cerâmicas via robocasting

Prof. Dr. Sebastião Ribeiro

Escola de Engenharia de Lorena da Universidade de São Paulo, Brasil

Resumo

A Manufatura Aditiva, MA, é um dos pilares da Indústria 4.0. A impressão 3D é um tipo de MA. Muitos autores consideram que MA é a mesma coisa que impressão 3D, mas existem controvérsias e que podem ser discutidas. Há cinquenta anos a impressão 3D teve seu início, antes mesmo da adoção do termo “Indústria 4.0” que foi introduzido em 2011. Existem várias técnicas de impressão 3D cujos funcionamentos dependem dos materiais usados (metais, cerâmicas e polímeros) e dos processos de formação das peças. Existem atualmente diversas técnicas de impressão 3D para cerâmicas derivadas de polímeros, sendo as mais conhecidas o Jateamento de aglutinante (BJ), a Modelagem por deposição fundida (FDM), o Processamento digital de luz (DLP), entre outras. O grande problema da utlização dessas técnicas é a quantidade de polímeros usadas na conformação das peças, pois a retirada dos mesmos (lixiviação, combustão ou pirólise) pode causar deforformações e trincamento das peças. Com o objetivo de elimiar os problemas citados acima Cesarano em 2002 patenteou sua invenção para prototipagem rápida usando menos de 10%, em volume, de ligantes orgânicos. Essa tecnica é conhecida hoje como impressão direta de tinta (DIW), popularmente conhecida por robocasting, usando por volta de 2 a 3% de aditivos para obtenção de uma pasta com propriedades reológicas ideais para a impressão. Mesmo com esse avanço essa técnica não é tão trivial, pois as propriedades reologicas da pasta é o fator cenral para a técnica funcione adequadamente durante a extrusão. A pseudoplastia, a tixotropia e a tensão de escoamento são parametros fundamentais Além disso outros desafios devem ser perseguidos como a programação da máquina para a impressão, velocidade de impressão, altura do bico extrusor, além de outras variáveis.