Extrusora de polímeros open-source e de baixo custo para atividades de pesquisa - Oliveira Filho, Maurício de [UNESP] (2022)
O sucateamento das universidades públicas associado ao grande descarte de plásticos de uso único são problemas da sociedade atual. A redução dos investimentos em pesquisa e desenvolvimento, no Brasil, acontece tanto nas esferas estaduais como nas federais. O descarte de resíduos polui nossos solos e mares, causando graves problemas ao nosso meio ambiente. Unir estes dois problemas atuais para encontrar uma solução em comum é necessário. A comunidade maker, associada à conduta Open Source, desenvolveu e barateou inúmeros equipamentos. Esses equipamentos são normalmente utilizados em FabLabs, que são centros de desenvolvimento e pesquisa. Neste, a manufatura aditiva impera e ajuda a resolver demandas da sociedade. Somando-se a isto, a impressão 3D é cotada com uma ótima solução para reuso de polímeros. Portanto, este trabalho visa projetar, construir e testar uma extrusora de bancada, monorosca, com L/D de 23 e com temperatura máximo de 400°C. A máquina tem que ser de baixo custo, Open Source e desenvolvida para pesquisa. A extrusora de bancada será desenvolvida para fabricação de filamentos para impressoras 3D. Para validação do equipamento, o copolímero Acrilonitrila Butadieno Estireno (ABS) foi testado a partir de filamentos comerciais provenientes de fabricante nacional. Os filamentos foram peletizados e o equipamento foi validado para diferentes temperaturas de processo, 205, 210, 215, 220 e 225°C, com diferentes vazões, variando o sinal para o motor, com 40, 50 e 60 de PWM. A validação foi feita por análise térmica dos componentes. Durante o processo, foi obtido a variação do diâmetro do filamento, utilizando um sistema com paquímetro digital, com aquisição em tempo real dos dados. As temperaturas em quatro posições radiais distintas no tambor, a zero, três, nove e quinze milímetros. Todos posicionados no mesmo plano perpendicular ao eixo da rosca. A rotação do motor extrusor, e a corrente consumida pelo motor e pelas resistências também foram analisados. Os filamentos produzidos também foram analisados quanto à rugosidade do material, quantitativa e qualitativamente, utilizando microscopia confocal e microscopia eletrônica de varredura. Após análise estatística, por análise de variância e Tukey, conclui-se que a temperatura de processamento é o fator mais importante para a qualidade dos filamentos para este material neste tipo de extrusora.