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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2750
Título: | Desenvolvimento de formulações de porcelanas para manufatura aditiva por jateamento de aglutinante |
Título(s) alternativo(s): | Development of porcelain formulations for additive manufacture by binder jetting |
Autor(es): | Silva, Antonio Verguetz |
Orientador(es): | Volpato, Neri |
Palavras-chave: | Material cerâmico Porcelana Processos de fabricação Engenharia mecânica Ceramic materials Porcelain Manufacturing processes Mechanical engineering |
Data do documento: | 10-Mai-2017 |
Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
Câmpus: | Curitiba |
Citação: | SILVA, Antonio Verguetz. Desenvolvimento de formulações de porcelanas para manufatura aditiva por jateamento de aglutinante. 2017. 135 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2017. |
Resumo: | O desenvolvimento da manufatura aditiva (AM) tem colaborado em diversos campos da ciência. Entre os princípios de AM está o de jateamento de aglutinante, que embora apresente desafios no processo de formulação do líquido de jateamento e do pó de construção, é visto como sendo de maior flexibilidade para seleção de novos materiais do que outros princípios. Qualquer material em pó que possa ser depositado e aglutinado por meio de um jato de fluido ligante pode ser usado, incluindo gesso, areia, metais e cerâmicos. Embora existam vários estudos envolvendo cerâmicos e processamento via jateamento de aglutinante, ainda são raras pesquisas que visam a construção de modelos físicos de porcelana. Neste trabalho é proposto aliar às vantagens da AM pelo princípio de jateamento de aglutinante, com uso da técnica 3D Printing (3DP), ao potencial do emprego de matérias-primas obtidas a partir de formulações de porcelanas. Com esta técnica, a peça obtida é chamada de peça verde, e esta deve ser suficientemente resistente para suportar os esforços que ocorrem durante sua limpeza. Para isto, a dextrina foi escolhida para atuar como agente aglutinante responsável por conferir resistência à peça verde. O objetivo deste trabalho foi desenvolver formulações de materiais cerâmicos na forma de pó a serem processados por AM via jateamento de aglutinante, capazes de gerar modelos físicos classificados como porcelanas. Foram propostas duas formulações cerâmicas a serem testadas, uma de porcelana silicosa e outra de porcelana aluminosa. Os parâmetros de processo estudados foram os níveis de saturação no jateamento do líquido aglutinante e as temperaturas dos patamares de queima. Os resultados alcançados comprovaram a viabilidade do uso do princípio de jateamento de aglutinante e do emprego de soluções de dextrina como líquido aglutinante para fabricação de corpos cerâmicos classificados como porcelana, sendo obtido sucesso no processamento da formulação de porcelana silicosa. Foram produzidos corpos cerâmicos com percentuais de absorção de água e de porosidade aparente próximos a zero, coerentes com as propriedades típicas de porcelanas. |
Abstract: | The development of additive manufacturing (AM) has collaborated in several fields of science. Among the AM principles is the binder jetting, that although presents challenges in the formulating process of the deposition liquid and in the construction powder, is seen as being of greater flexibility for selection of new materials than other principles. Any powder material that can be deposited and bonded by means of a binder jet fluid can be used including gypsum, sand, metals, and ceramics. Although there are several studies involving ceramic and binder jetting processing, there are still rare researches that aim to construct physical models of porcelain. In this work, it is proposed to ally the advantages presented by AM by the binder jetting principle with the use of the 3D Printing technique (3DP), to the potential of the use of raw materials obtained from porcelain formulations. With this technique, the part obtained is called green piece, and must be strong enough to withstand the stresses that occur during cleaning. For this, dextrin was chosen to act as a binding agent responsible for conferring resistance to green piece. The objective of this study was to develop formulations of ceramic materials in the form of powder to be processed by AM through binder jetting, capable of generating physical models classified as porcelain. Two ceramic formulations were proposed to be tested, one of siliceous porcelain and another of aluminous porcelain. The studied process parameters were the saturation levels of the jetting of the liquid binder and the temperatures of the firing levels. The results showed the feasibility of the use of the principle of binder jetting and the use of dextrin solutions as a liquid binder for the manufacture of ceramic bodies classified as porcelain, being successful in the processing of the siliceous porcelain formulation. Ceramic bodies with water absorption percentages and apparent porosity close to zero were produced, consistent with typical porcelain properties. |
URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/2750 |
Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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