Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Análise de processos para produção de Semipreg com ABS reciclado oriundo de impressão 3D e fibra de vidro
Autor(es): RAFANHIM, Rubens Augusto Carvalho
Primeiro Orientador: ANCELOTTI JUNIOR, Antonio Carlos
metadata.dc.contributor.advisor-co1: ANCELOTTI JUNIOR, Antonio Carlos
Resumo: Este estudo investiga a viabilidade da reutilização de acrilonitrila butadieno estireno (ABS) reciclado de processos de impressão 3D como matriz para a produção de compósitos semipreg reforçados com fibra de vidro. O objetivo principal foi analisar e comparar três metodologias de fabricação distintas: (1) prensagem a quente do compósito com matriz aquecida; (2) submersão do reforço em uma matriz de ABS diluída em acetona; e (3) prensagem a frio do compósito após a diluição do ABS em acetona. Os resultados indicaram que o método de prensagem a quente foi ineficaz devido à alta viscosidade do polímero, que impediu a impregnação adequada da fibra. O método de submersão também se mostrou inviável, pois a diferença de densidade entre os materiais levou à segregação durante a evaporação do solvente. A terceira metodologia, combinando a diluição em acetona (na proporção de 1:1,5 de ABS para acetona) e subsequente prensagem a frio, foi a mais eficaz na produção de um compósito coeso e homogêneo. Contudo, apesar de sua aparência uniforme, o material final exibiu muita porosidade, o que comprometeu a adesão interfacial e reduziu sua resistência à tração. Os ensaios mecânicos revelaram uma resistência à tração média de 97,8 ± 7,7 MPa e um módulo de elasticidade médio de 19,6 ± 11,6 GPa. Além disso, o compósito apresentou uma tensão de cisalhamento interlaminar de 340 N, representando um aumento de 61,2% em relação a outro estudo que produziu material semelhante via modelação por deposição de material fundido (FDM). Conclui-se que, embora essa abordagem combinada seja promissora, trabalhos futuros devem focar na redução da porosidade para aprimorar as propriedades mecânicas e viabilizar a aplicação estrutural do compósito resultante.
Abstract: This study investigates the feasibility of reusing recycled acrylonitrile butadiene styrene (ABS) from 3D printing processes as a matrix for the production of glass fiber-reinforced semipreg composites. The main objective was to analyze and compare three distinct manufacturing methodologies: (1) hot pressing of the composite with a heated matrix; (2) submersion of the reinforcement in an ABS matrix diluted in acetone; and (3) cold pressing of the composite after diluting the ABS in acetone. The results indicated that the hot pressing method was ineffective due to the high viscosity of the polymer, which prevented adequate fiber impregnation. The submersion method also proved infeasible, as the difference in density between the materials led to segregation during solvent evaporation. The third methodology, combining acetone dilution (at a 1:1.5 ratio of ABS to acetone) and subsequent cold pressing, was the most effective in producing a cohesive and homogeneous composite. However, despite its uniform appearance, the final material exhibited significant porosity, which compromised interfacial adhesion and reduced its tensile strength. Mechanical tests revealed an average tensile strength of 97.8±7.7 MPa and an average elastic modulus of 19.6±11.6 GPa. Furthermore, the composite exhibited an interlaminar shear stress of 340 N, representing a 61.2% increase compared to another study that produced a similar material via fused deposition modeling (FDM). It is concluded that, although this combined approach is promising, future work should focus on reducing porosity to improve the mechanical properties and enable the structural application of the resulting composite.
Palavras-chave: Compósitos
ABS reciclado
Fibra de Vidro
Semipreg
Impressão 3D
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IEM - Instituto de Engenharia Mecânica
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia Mecânica
Citação: RAFANHIM, Rubens Augusto Carvalho. Análise de processos para produção de Semipreg com ABS reciclado oriundo de impressão 3D e fibra de vidro. 2025. 101 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2025.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/4331
Data do documento: 25-Ago-2025
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