Parâmetros termofísicos da reciclagem de polímeros para filamento de impressora 3D no desenvolvimento de uma extrusora automática de baixo custo
Data
2024-08-28
Autores
Germano, Lívia Helen Chaves 
Curi, Murilo Vinhando
Orientadores
Bertelli, Felipe
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
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Resumo
Os materiais poliméricos constituem uma classe de materiais extremamente empregada em diversos utensílios do dia a dia. Seu baixo custo é atrativo e seu uso muitas vezes é desenfreado, gerando um grande volume de resíduos e danos ambientais. Quando se pensa em ambientes costeiros e marinhos, após descarte incorreto, sua fragmentação como microplásticos acaba sendo confundido como alimento para diversas classes de animais. Neste contexto, é necessário repensar seu uso desenfreado e propor reciclagens alternativas para uma economia circular. Diversos autores apresentam na literatura a criação de extrusoras que reciclam garrafas PET - tereftalato de polietileno para produção de filamentos para impressão 3D, pois estas são do tipo termoplásticos e podem ser reaproveitadas por reciclagem mediante rotas de aquecimento. No entanto, nem sempre as informações de processamento apresentadas podem ser verificadas devido à vasta quantidade de espessuras de garrafas encontradas no comércio, sendo que para cada uma o controle adequado para conformação em filamentos tem que ser preciso. Neste trabalho de conclusão de curso, foi desenvolvida uma extrusora de baixo custo para a fabricação de filamentos poliméricos para impressoras 3D, detalhando de forma clara o passo a passo da montagem e indicando os parâmetros de temperatura e velocidade mais adequados, permitindo que outros autores possam construir suas próprias extrusoras e estimular o uso desta rota tecnológica de reciclagem. Foram apresentados os parâmetros utilizados durante a impressão de componentes em uma impressora 3D convencional, a fim de comparar parâmetros operacionais e a qualidade da impressão. A análise dos testes realizados revelou que a fabricação de filamentos para impressoras 3D com essa extrusora é possível e representa uma alternativa viável economicamente, embora ainda seja necessário aprimorar alguns aspectos para corrigir dificuldades encontradas na impressão e na emenda dos filamentos.
Polymeric materials constitute a class of materials widely used in various everyday utensils. Its low cost is attractive, and its use is often unrestrained, generating a large volume of waste and environmental damage. When thinking about coastal and marine environments, after incorrect disposal, their fragmentation as microplastics ends up being mistaken as food for different classes of animals. In this context, it is necessary to rethink its rampant use and propose alternative recycling for a circular economy. Several authors present in the literature the creation of extruders that recycle PET bottles - polyethylene terephthalate to produce filaments for 3D printing, as these are thermoplastic and can be reused by recycling using heating routes. However, the processing information presented cannot always be verified due to the vast number of bottle thicknesses found in commerce, and for each one the appropriate control for forming into filaments must be precise. In this course completion work, a low-cost extruder was developed for the manufacture of polymeric filaments for 3D printers, clearly detailing the assembly step by step and indicating the most appropriate temperature and speed parameters, allowing other authors to build your own extruders and encourage the use of this technological recycling route. The parameters used during the printing of components on a conventional 3D printer were presented, in order to compare operational parameters and print quality. The analysis of the tests carried out revealed that the manufacture of filaments for 3D printers with this extruder is possible and represents an economically viable alternative, although it is still necessary to improve some aspects to correct difficulties encountered in printing and splicing the filaments.
Polymeric materials constitute a class of materials widely used in various everyday utensils. Its low cost is attractive, and its use is often unrestrained, generating a large volume of waste and environmental damage. When thinking about coastal and marine environments, after incorrect disposal, their fragmentation as microplastics ends up being mistaken as food for different classes of animals. In this context, it is necessary to rethink its rampant use and propose alternative recycling for a circular economy. Several authors present in the literature the creation of extruders that recycle PET bottles - polyethylene terephthalate to produce filaments for 3D printing, as these are thermoplastic and can be reused by recycling using heating routes. However, the processing information presented cannot always be verified due to the vast number of bottle thicknesses found in commerce, and for each one the appropriate control for forming into filaments must be precise. In this course completion work, a low-cost extruder was developed for the manufacture of polymeric filaments for 3D printers, clearly detailing the assembly step by step and indicating the most appropriate temperature and speed parameters, allowing other authors to build your own extruders and encourage the use of this technological recycling route. The parameters used during the printing of components on a conventional 3D printer were presented, in order to compare operational parameters and print quality. The analysis of the tests carried out revealed that the manufacture of filaments for 3D printers with this extruder is possible and represents an economically viable alternative, although it is still necessary to improve some aspects to correct difficulties encountered in printing and splicing the filaments.
Descrição
Citação
GERMANO, Lívia Helen Chaves; CURI, Murilo Vinhando. Parâmetros termofísicos da reciclagem de polímeros para filamento de impressora 3D no desenvolvimento de uma extrusora automática de baixo custo. 2024. 56 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia do Mar) - Universidade Federal de São Paulo, Instituto do Mar, Santos, 2024.