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Desenvolvimento de uma metodologia para avaliação metrológica do processo de Modelagem por Fusão e Deposição (FDM) através de um planejamento fatorial fracionário
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/606263
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Piratelli Filho, Antonio | - |
| Autor(es): dc.contributor | spindola.arg@gmail.com | - |
| Autor(es): dc.creator | Spíndola Filho, Adão José | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2021-10-14T17:22:10Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2021-10-14T17:22:10Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-05-24 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-05-24 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2021-05-24 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2020-09-30 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://repositorio.unb.br/handle/10482/40998 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/606263 | - |
| Descrição: dc.description | Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2020. | - |
| Descrição: dc.description | Diante dos avanços tecnológicos nos últimos anos, surgiu a necessidade de se obter processos de fabricação cada vez mais precisos e confiáveis. Nesse contexto, a manufatura aditiva (AM) tem evoluído bastante em função de suas vantagens se comparada aos processos de fabricação tradicionais, tais como a possibilidade de confecção de peças com geometrias complexas e redução da perda de material. Na mesma comparação, uma das desvantagens do processo de AM, especificamente com tecnologia FDM (modelagem por fusão e deposição), está relacionada à precisão e exatidão. Impressoras 3D com tecnologia FDM geralmente oferecem precisão de 0,1 mm, enquanto um processo tradicional, como o torneamento, pode oferecer precisão em unidades de µm. Do mesmo modo, em ensaios de repetitividade, foi observado que máquinas de fabricação aditiva, com tecnologia FDM, proporcionam menor exatidão em relação a outros processos tradicionais, como retífica, torneamento etc. Com o objetivo de avaliar a precisão dimensional, geométrica e rugosidade superficial, este trabalho propõe a aplicação de uma metodologia para avaliar o desempenho de máquinas de fabricação aditiva. O método proposto envolve a aplicação de um planejamento fatorial fracionário 2 4−1 para avaliar quatro variáveis de processamento (densidade de enchimento, temperatura de extrusão, velocidade de impressão e altura da camada) que mais influenciam os erros e a exatidão da máquina. Um padrão foi proposto para ser fabricado, contendo diferentes geometrias (cilindro, esfera, colunas e forma livre). A avaliação da máquina de fabricação aditiva foi feita através da medição dos desvios dimensionais, geométricos e da rugosidade da peça, após a fabricação, utilizando uma MMC (Máquina de Medir por Coordenadas) e um rugosímetro. Após a obtenção dos dados, foram calculados os efeitos principais de cada variável para análise através do gráfico normal de probabilidade dos efeitos e dos resíduos, além da ANOVA (Análise de Variância). De modo geral, foi verificado que as variáveis C (velocidade de impressão) e D (altura da camada) foram mais significativas em relação às variáveis A (densidade de enchimento) e B (temperatura de extrusão). A partir da metodologia proposta neste trabalho, foi verificado que o planejamento proporcionou resultados satisfatórios, podendo ser utilizado para otimização em processos de manufatura aditiva, ou até mesmo para realização de outros trabalhos, definindo parâmetros ótimos de operação através de uma metodologia de superfície de resposta. | - |
| Descrição: dc.description | Recently, with technological advances, there has been a need to obtain increasingly accurate and reliable manufacturing processes. Thus, additive manufacturing (AM) had a great evolution due to its advantages compared to traditional manufacturing processes, such as the possibility of manufacturing parts with complex geometries and reducing material loss. However, precision and accuracy are factors that are associated with the disadvantages of the AM process with FDM (fusion and deposition modeling) technology, in the same comparison with traditional manufacturing processes. For example, 3D printers with FDM technology, generally offer 0.1 mm accuracy while a traditional process, such as turning, can provide precision in µm units. Furthermore, in repeatability tests, it was observed that AM machines with FDM technology are less accurate than other traditional processes, such as grinding, turning, etc. Thus, to evaluate dimensional, geometric precision and surface roughness, this work proposes the application of a methodology to evaluate the performance of AM machines. The proposed method involves the application of a DoE (Design of Experiments), through a 2 4−1 fractional factorial design to evaluate four processing variables (fill density, extrusion temperature, print speed and layer height) that most influence errors and the accuracy of machine. A reference part was proposed to be manufactured, containing different geometries (cylinder, sphere, columns and free form). The evaluation of the AM machine was done by measuring the dimensional, geometric deviations and the roughness of the part, after manufacture, using a MMC (Coordinate Measuring Machine) and a rugosimeter. After obtaining the data, the main effects of each variable were calculated for analysis using the NPP (Normal Probability Plot) of effects and residuals, in addition to the ANOVA (Analysis of Variance). In general, it was found that variables C (print speed) and D (layer height) were more significant in relation to variables A (fill density) and B (extrusion temperature). From the methodology proposed in this work, it was verified that the planning provided satisfactory results, which can be used for optimization in additive manufacturing processes, or even for other work, defining optimal parameters of operation through a response surface methodology. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Direitos: dc.rights | Acesso Aberto | - |
| Direitos: dc.rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Planejamento fatorial | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Manufatura aditiva | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Medição por coordenadas | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Rugosidade | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Desvios dimensionais | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Desvios geométricos | - |
| Título: dc.title | Desenvolvimento de uma metodologia para avaliação metrológica do processo de Modelagem por Fusão e Deposição (FDM) através de um planejamento fatorial fracionário | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional – UNB | |
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