28
Centro Tecnológico – CTC Departamento de Engenharia Mecânica Curso de Graduação em Engenharia de Materiais Pedro Besen Soprano Relatório de Estágio Curricular III

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

Centro Tecnológico – CTC

Departamento de Engenharia Mecânica

Curso de Graduação em Engenharia de Materiais

Pedro Besen Soprano

Relatório de Estágio Curricular III

Florianópolis

2010

Page 2: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

Centro Tecnológico – CTC

Departamento de Engenharia Mecânica

Curso de Graduação em Engenharia de Materiais

Laboratório Cimject.

Relatório de Estágio Curricular III

(06/09/10 a 17/12/10)

"Concordamos com o conteúdo do relatório"

Orientador: DR. ING. Gean Vitor Salmoria

________________________

Gean Vitor Salmoria

Aluno: Pedro Besen Soprano

Matricula: 08137026

Florianópolis

2010

Page 3: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

CIMJECT - LABORATÓRIO DE PROJETO E FABRICAÇÃO DE COMPONENTES DE PLÁSTICO

INJETADOS. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA, LABORATÓRIO CIMJECT, CAIXA

POSTAL 476, FLORIANÓPOLIS-SC- BRASIL, CEP 88040-900,

TELEFONE: (48) 3721-9387

WWW.CIMJECT.UFSC.BR

Page 4: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

AGRADECIMENTOS

Agradeço primeiramente aos professores responsáveis pelo Cimject, Gean Vitor

Salmoria e Carlos Henrique Ahrens, pela oportunidade e pelo apoio durante estágio.

À todos os integrantes do LEBm e do GRANTE, laboratórios parceiro deste

inovador e desafiador projeto.

Ao mestrando Eng. Luiz Fernando Vieira pela atenção, amizade e

conhecimentos tanto técnicos quanto organizacionais, que com certeza me

proporcionaram crescimento pessoal e profissional.

Aos companheiros de laboratório: André A. Germanovix, Alessandra F. Neves,

Gustavo R. Pereira, Karine M. Zepon, Mariano Villafane, Nilo A. D. Lopes e Rodrigo A.

Paggi.

Em especial, ao meu companheiro de classe e de estágio Renan Oss

Giacomelli, pelo esforço e companheirismo e, é claro, bom humor que tornaram este

período uma experiência única.

Especialmente à Eliséo Soprano, Arlete Terezinha Besen Soprano Arthur Besen

Soprano e Stella Vassoler Rosa pelo amor e pela força em todos os momentos.

A todos, muito obrigado.

Page 5: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 1

2 ATIVIDADES REALIZADAS 2

2.1 Análise dimensional e produção de modelos CAD 2

2.2 Produção de protótipos rápidos por impressão tridimensional 4

2.3 Usinagem 5

2.3.1 Bloco de Suporte 6

2.3.2 Fresamento das cavidades e injeção 8

2.4 Revisão bibliográfica de ligas de alumínio 10

3 CONCLUSÃO 13

4 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14

5 ANEXOS 15

5.1 Anexo A - Laboratório de Projeto e Fabricação de Componentes de Plásticos

Injetados – CIMJECT 15

5.2 Anexo B - Cronograma de Estágio 16

Page 6: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

1 INTRODUÇÃO

Os avanços tecnológicos na área biomédica da última década causaram um

impacto significativo na economia, com crescimento de 12% ao ano entre 2000 e 2005

(www.biomateriais.com.br). Este é um resultado de intensas pesquisas nas mais

diversas aéreas do conhecimento, mas não seria atingido se não fossem os materiais

desenvolvidos para estas aplicações.

Os materiais que inicialmente eram utilizados para a fixação de ossos ou

ligamentos eram à base de ligas metálicas, tais quais aços inoxidáveis ou titânio, pois

apresentavam elevada inércia química. Entretanto eram necessários dois

procedimentos cirúrgicos, um para a inserção e outro para a remoção, que são

arriscados e muitas vezes traumáticos. Neste contexto, surgiram os polímeros

bioabsorvíveis: materiais cujos produtos de degradação por fluidos corpóreos são

metabolizados pelo organismo. Ou seja, em apenas um procedimento cirúrgico o

componente cumpre a sua função de fixação e é “retirado” do organismo.

Estes componentes já existem no mercado e possuem diversas composições,

tais como: Poli(caprolactana) (PCL), o Poli(Ácido Glicólico) (PGA) e o Poli(Ácido

Lático) (PLA). Dentre estes, o PLA apresenta bons resultados de taxa de degradação

e é comumente utilizado para a fabricação de componentes de fixação do ligamento

anterior cruzado (LAC). Este material possui dois estereoisômeros, um dextrógiro

outro levógiro, sendo que ambos possuem taxas diferentes de degradação. A mistura

destes dois isômeros apresenta uma taxa de degradação mais adequada do que os

materiais puros. Uma extensa revisão bibliográfica sobre síntese, propriedades e

processabilidade do PLA foi realizada pelos estagiários André A. Germanovix e Vitor

Takashi Endo e que serviu de base para o desenvolvimento deste trabalho.

A fim de pesquisar mais afundo este material, foi criado um projeto com

financiamento da FINEP (Financiadora de Estudos e Projetos) em parceria com uma

empresa de dispositivos biomédicos juntamente com a Universidade Federal de Santa

Catarina, representada pelos laboratórios GRANTE- Grupo de Análise e Projeto

Mecânico, LEBm – Laboratório de Engenharia Biomecânica e o CIMJECT –

Laboratório de Projeto e Fabricação de Componentes Plásticos Injetados. O objetivo

do projeto é o desenvolvimento de um dispositivo de fixação ligamentar produzido

Page 7: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

nacionalmente. Da parte do CIMJECT, o objetivo é correlacionar as variáveis de

processamento por injeção do PLA com suas propriedades mecânicas e degradativas.

Page 8: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

2 ATIVIDADES REALIZADAS

Como intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de

processamento, foram medidos as dimensões de parafusos comerciais de PLA para a

fixação ligamentar. Em seguida, os parafusos foram reproduzidos em software CAD e

fabricados por prototipagem rápida para a averiguação das medidas, e assim os

modelos digitais foram corrigidos.

Pelo fato do laboratório possuir uma fresadora CAM (Roland MDX-540) o

processo escolhido para a fabricação dos moldes foi a usinagem. Primeiramente foi

necessária a operacionalização do equipamento de usinagem através da fresamento

de materiais de baixa rigidez como espuma poliuretânica e polietileno. Em uma

segunda etapa foram projetados e usinados moldes em resina epóxi pura e epóxi com

carga de alumínio para injeção de polipropileno para a avaliação qualitativa de

acabamento. Segundo o fabricante, o equipamento não tem capacidade de usinar de

materiais mais rígidos que alumínio, entretanto não especifica uma liga de alumínio

que limita a sua utilização.

Para injeção de PLA são recomendados moldes metálicos, visto que possuem

maior condutividade térmica e permitem que o material se solidifique com baixo grau

de cristalinidade. Esta propriedade é recomendada para polímeros bioabsorvíveis já

uma estrutura amorfa apresenta uma taxa de degradação mais elevada. No caso

específico do PLA este tempo pode diminuir de dois anos para um (RIBEIRO, 2006).

Pela elevada condutividade térmica e pela capacidade de ser usinado na

fresadora CAM, o material escolhido para a fabricação do molde para injeção de PLA

foi o alumínio. Entretanto, a última etapa proposta para este estágio foi a especificar

uma liga de alumínio que apresentasse boa usinabilidade e que pudesse ser usinada

pela fresadora.

2.1 Análise dimensional e produção de modelos CAD

Para estudar as variáveis de processamento do PLA aplicadas ao componente

de fixação, primeiramente foi necessário definir uma geometria do parafuso para o

molde de injeção. Como a taxa de degradação do material está relacionada com a

geometria do componente, alguns parafusos comerciais foram medidos para obtenção

Page 9: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

de um projeto conceitual. Os parafusos estudados e as dimensões que os definem

estão exibidos nas e Figura 2, respectivamente.

Figura 1 - Parafusos comerciais estudados.

Figura 2 - Dimensões analisadas no parafuso. Modelos de rosca: a) trapezoidal, b) redonda e c) dente de serra.

As primeiras medidas foram determinadas através de um microscópio óptico

com mesa coordenada. Entretanto, os ângulos das roscas não puderam ser

determinados por limitações da técnica, visto a dificuldade de alinhamento entre o

parafuso e os eixos do equipamento. Desta forma, as medições foram

complementadas por meio da análise de fotografias, com a conversão de pixels em

milímetros realizada através no software Gimp 2.6. Os resultados das duas análises

estão dispostos no Quadro 1. Com estes valores definidos, foram gerados modelos

CAD no software SolidWorks (Figura 3).

Quadro 1 - Medidas dos parafusos. A e B realizadas no microscópi óptico e A' e B' por análise de imagens.

Modelo L (mm) d (mm) p (mm) h (mm) α (o) Tipo de Rosca

A 25,00 8,00 2,60 0,96 - -

B 30,00 8,00 2,57 1,39 - -

A’ 25,00 7,99 2,52 0,9555,0

0Redonda

B’ 30,00 8,00 2,46 1,5040,2

0Dente de serra

Page 10: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

Figura 3 - Modelos CAD dos parafusos.

2.2 Produção de protótipos rápidos por impressão tridimensional

Protótipos rápidos foram fabricados em impressora tridimensional Objet Eden

250 (Error: Reference source not found) pela técnica polyjet para a verificação

dimensional dos modelos CAD. A técnica consiste em depositar pequenas

quantidades de resina sobre uma bandeja de impressão através de um sistema tipo

jato de tinta e, em seguida, incidir luz UV para curar a camada de resina (VOLPATO

ET AL, 2007), como exposto na 5.

Figura 4 - Impressora tridimensional Objet EDEN 250.

Figura 5 - Representação esquemática da técnica Polyjet. Adaptado de VOLPATO ET AL, 2007.

Assim a peça é fabricada camada por camada, sendo que dois tipos de resina

são utilizados: uma para construção (Fullcure 720) que é somente depositada nas

regiões onde o modelo CAD existe e outra de suporte, que tem a finalidade de

sustentar a peça (Fullcure 705). Quando a impressão acaba é necessária a retirada da

resina de suporte com água, ar comprimido ou mesmo manualmente. Foi feita a

comparação e medição entre os protótipos e os parafusos comerciais (6) e os modelos

CAD foram ajustados.

Page 11: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

Dentre as vantagens desta técnica destacam-se a boa precisão, o bom

acabamento e a cura completa ser realizada pela própria fabricação. Já as sua

desvantagens são a necessidade de se utilizar duas resinas e de uma operação de

remoção da resina de suporte. Para que o acabamento superficial que o equipamento

proporciona seja evidenciado a resina de suporte deve ser removida por completo. Em

componentes com muitas reentrâncias e de pequenas dimensões está operação é

dificultada, prejudicando o acabamento. Esta propriedade do componente foi analisada

em microscópio eletrônico de varredura com aumentos de 7x (Figura 7).

Figura 6 - Comparação entre os protótipos rápidos e os modelos comerciais.

Figura 7 - Micrografia eletrônica do protótipo rápido. Aumento 7x.

2.3 Usinagem

A partir da geometria já definida, escolheu-se o modelo A para a fabricação de

um molde protótipo, por usinagem em resina de epóxi pura. Primeiramente foi gerada

a cavidade ou fêmea do parafuso (Figura 8), novamente utilizando SolidWorks. Nesta

etapa não foi realizada a simulação do fluxo de material durante o processo de

injeção, portanto os canais de alimentação foram superdimensionados. O intuito desde

molde é apenas verificar a capacidade da fresadora de protótipos Roland MDX-540,

principalmente na questão de acabamento.

Page 12: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

Figura 8 - CAD do molde protótipo.

2.3.1 Bloco de Suporte

Por motivos de segurança, o eixo Z da fresadora Roland MDX-540 não se

aproxima mais que 105 mm da mesa de usinagem, medidos da extremidade do porta-

ferramentas. Como o molde protótipo projetado apresentava apenas 25 mm de

espessura e o comprimento das ferramentas era de aproximadamente 60 mm, a

usinagem não seria possível nestas condições. Portanto, pensou-se no

desenvolvimento de um bloco de suporte com a função de aproximar o bloco de

usinagem da ferramenta.

A partir de dois moldes antigos de epóxi com carga de alumínio, que já não

eram utilizados e apresentavam dimensões suficientemente grandes para elevar o

bloco a ser usinado, foi projetado o bloco de suporte. Os moldes antigos seriam

usinados e fixados por meio de parafusos e porcas, Figura 99. Assim o suporte seria

composto de duas partes e sua espessura total seria de 65 mm, somados com a do

molde protótipo, totalizariam 95 mm. Nesta configuração a mínima distância entre a

superfície da peça a ser usinada e o porta-ferramentas seria de 10 mm, a qual é

compensada pelo comprimento das ferramentas.

Para que ocorresse a fixação, furou-se o bloco a ser usinado com furos

coincidentes aos da Figura 99. Em seguida, pinos de 8 mm diâmetro e 16 mm de

comprimento foram encaixados nos mesmos, garantindo que não houvesse

movimento relativo entre ambos.

Um dos problemas durante a usinagem de moldes bipartidos é o alinhamento

entre as duas cavidades, isto é, garantir que os eixos da fresadora estejam alinhados

com a peça. Como a fixação da mesma com a mesa é feita por meio de um bloco de

Page 13: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

suporte, pensou-se em uma solução rápida de prática para movimentar a peça e

alinhá-la com os eixos do equipamento: alargar os furos da parte inferior do suporte

para 10 mm. Assim o parafuso de 8 mm de diâmetro que fixa as duas partes dos

suporte teria uma folga de 4 mm possibilitando o alinhamento dos eixos. Na Figura

1010, o bloco de suporte montado.

Figura 9 - Projeto do bloco de suporte. Figura 10 - Bloco de suporte.

Fresaram-se rasgos na região inferior para que o acesso com chave de boca

fosse possível. Assim puderam-se afrouxar os parafusos que fixam as duas partes do

suporte e alinhá-los com os eixos da fresadora, mesmo com o bloco a ser usinado já

fixado. Este dispositivo um cumpriu as funções de projeto, garantido a fixação e

alinhamento do bloco a ser usinado (Figura 11Figura 1).

Figura 11 - Bloco de suporte sendo utilizado na fresadora Roland MSX-540.

Page 14: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

2.3.2 Fresamento das cavidades e injeção

A fresadora CNC de protótipos Roland MDX-540 é um equipamento de três

eixos com capacidade de usinar materiais de baixa rigidez, tais quais: PP, ABS,

espumas de PVC, policarbonato, ligas de cobre e alumínio. Possui uma interface

computacional simplificada onde a geometria que se deseja usinar é importada

diretamente de um software CAD e gera-se o caminho da ferramenta escolhida. Este é

o principio do funcionamento de equipamentos CAM. Este software possui um banco

de dados com os materiais que podem ser usinados pelo equipamento cadastrados

com os parâmetros de corte (rotação, velocidade de corte, profundidade de corte,

passo) mais indicado para cada conjunto de ferramenta e material. Estes parâmetros

foram utilizados na usinagem dos testes e no molde protótipo de epóxi pura.

No primeiro teste de usinagem feito no equipamento utilizou-se espuma de

poliuretano (Figura 12) fresa esférica de 1 mm para desbaste e de 0,5 mm para

acabamento. As geometrias usinadas foram cavidades de parafusos, assim já se pôde

avaliar a capacidade do equipamento de usinar cavidades curvas e de pequenas

dimensões. Porém, a qualidade do acabamento neste material é de difícil visualização

e por isso o próximo passo foi a usinagem de polietileno (Figura 13). As ferramentas

utilizadas foram as mesmas e os resultados de acabamento obtidos foram

satisfatórios.

Figura 12 - Cavidade usinada em espuma poliuretânica.

Figura 13 - Cavidade usinada em polietileno.

Com a operação do fresadora dominada, a etapa seguinte foi a usinagem do

molde protótipo em epóxi pura (Figura 14). A resina foi vazada dentro da própria

camisa do molde, assim o bloco a ser usinado possuiria as dimensões exatas da

camisa. Como proposto no projeto, a altura vazada em epóxi é de apenas 25 mm a

qual seria fixada por meio de parafusos em um molde antigo (de epóxi com carga de

alumínio) que contém os canais de refrigeração. Desta forma evitaram-se mais um

Page 15: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

processo de usinagem. O conjunto (bloco vazado+bloco com canais de refrigeração)

foi fixado no bloco de suporte e alinhado com os eixos da fresadora. As ferramentas

utilizadas foram as mesmas nos dois casos anteriores. Para avaliar qualitativamente o

acabamento da usinagem foram feitas imagens de MEV (Figura 15), são evidentes os

sulcos deixados pela ferramenta.

Figura 14 - Molde protótipo em epóxi pura. Figura 15 - Micrografia eletronica da cavidade usinada. Aumento 7 x.

Para estudar um pouco mais a fundo capacidade de acabamento da fresadora,

foi proposto um estudo onde dois parâmetros de usinagem, profundidade de corte e

passo, variariam no processo de acabamento. Assim foi projetado um molde com

quatro cavidades para que cada uma delas fosse usinada com um determinado

conjunto de parâmetros. No Quadro 2 estão dispostos os parâmetros utilizados.

Quadro 2 - Parâmetros de usinagem nas quatro cavidades do molde.

Cavidade

Vel. de Corte (mm/min)

Rotação (rpm)

Prof. de Corte (mm)

Passo (mm)

C1 360,00 10000,00 0,02 0,05C2 360,00 10000,00 0,02 0,10C3 360,00 10000,00 0,05 0,05C4 360,00 10000,00 0,05 0,10

Moldes fabricados com compósito de epóxi/alumínio apresentam bons resultados

tanto microestruturais na injeção de polipropileno em produção de pequenas séries

(VILLAMIZAR, 2005). Desta forma, no projeto do molde (Figura 16) decidiu-se em

fabricá-lo em epóxi com carga de alumínio. Este molde, assim como o anterior, foi

acoplado ao mesmo molde antigo que já possuía os canais de refrigeração. A injeção

de PP foi realizada na injetora ARBURG Allrounder 320S 50T localizada no LABMAT

(Figura 17).

Page 16: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

Figura 16 - Projeto do molde em epóxi com carga de alumínio de quatro cavidades.

Figura 17 - Preenchimento do molde montado na injetora.

Após a injeção, não houve diferença significativa entre os parafusos por análise

visual. Em todas as quatro condições o resultado foi satisfatório, entretanto seria

interessante em trabalhos futuros a análise do acabamento superficial dos

componentes injetados por microscopia eletrônica. Outro estudo futuro interessante

seria a injeção de outros polímeros convencionais, como PS e ABS, que possuem

propriedades mecânicas e temperatura de diferentes do PP.

2.4 Revisão bibliográfica de ligas de alumínio

O alumínio é o segundo elemento metálico mais abundante no planeta e participa

competitivamente no mercado mundial desde o final do século XIX. À sua forma

natural Al2O3 é aplicada a redução eletrolítica, técnica desenvolvida por Charles Hall e

Paul Heroult em 1886. A partir desta data este material começou a ter diversas

aplicações em diferentes áreas: mobilidade, estrutural, estética, bélica, doméstica, etc.

Os principais motivos pela escolha do alumínio em todas as suas aplicações são

as suas propriedades acentuadas como baixa densidade (2,7 g/cm3, aproximadamente

um terço da densidade do aço), elevada resistência à corrosão na maioria dos meios,

elevada condutividade térmica e elétrica, elevada refletividade. Uma propriedade

interessante do alumínio é condutividade térmica, aproximadamente 155 W/mK (ASM,

1991a) já a do aço comumente utilizado para moldes é de 40 W/mK (CALLISTER,

2007).

As ligas de alumínio podem ser divididas em duas classes (SMITH, 1993):

Ligas trabalhadas;

Ligas fundidas.

Page 17: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

As primeiras podem ser dividas em tratáveis termicamente, as quais apresentam o

endurecimento por precipitação de fases, e não-tratáveis termicamente, que

endurecem por trabalho a frio. No Quadro 3 estão dispostas as diferentes classes ligas

de alumínios trabalhados, com diferentes elementos como principais ligantes.

Quadro 3 - Classes das ligas de alumínio trabalhadas. Adaptado de ASM, 1991a.

Classe Principal ligante

1xxx Não ligado

2xxx Cobre

3xxx Manganês

4xxx Silício

5xxx Magnésio e silício

7xxx Zinco

8xxx Contendo lítio

9xxx Reservado para utilizações futuras

Observação: outros elementos estão presentes todas as ligas, porém em menores quantidades

Em geral, o alumínio é um material de fácil usinagem, admitindo elevadas

velocidades de corte que permite ciclos produtivos curtos. Entretanto, por questões

microestruturais as suas ligas são mais facilmente usinadas que o metal puro (ASM,

1991b).. Por exemplo, é vantajoso se ter fases insolúveis dúcteis e não abrasivas, pois

ajudam na quebra de cavacos e permitem maiores velocidades de corte. As ligas

tratáveis apresentam, em geral, bom acabamento superficial mesmo sem a utilização

de fluido de corte, apesar deste ser recomendado na maioria dos processos. Teores

altos de silício, acima de 5 %, aumentam significativamente o desgaste da ferramenta

além de prejudicar o acabamento superficial.

A usinabilidade das ligas de alumínio são classificadas de A a E em ordem

crescente do comprimento de cavaco e decrescente de acabamento superficial. Das

ligas comerciais, as dispostas no Quadro 44 estão disponíveis por um fornecedor a

pronta entrega.

Quadro 4 - Relações entre as ligas de aluminio, seus tratamentos térmicos, dureza e usinabilidade. Adaptado de (ASM, 1991b).

Liga Tratamento Dureza (HB) Usinabilidade

Page 18: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

1060 O 19 E

5052 O 47 D

5083 O 67 D

6351 T6 100 C

7075 O 60 D

7075 T6 150 B

Ao se observar a graduação do usinabilidade das mesmas, a mais interessante

é a 7075-T6 além do fato de possuir baixo teor de silício, o que preserva a ferramenta.

Esta é uma das ligas indicadas pelo fornecedor de alumínio para a fabricação de

moldes para injeção. Portanto, as sugestões de atividades futuras são a compra deste

material e a realização de testes de usinagem primeiramente de ferramentas de

diâmetro grande.

Page 19: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

3 CONCLUSÃO

A oportunidade de conviver em ambiente de pesquisa com doutorandos,

mestrandos e mesmo graduandos foi muito especial, visto que além da parte técnica,

foram adquiridos conhecimentos organizacionais e algumas tarefas com alta

responsabilidade.

Apesar de componentes biomédicos de PLA estarem disponíveis no mercado há

algum tempo, muitos estudos ainda são necessários para que seja processado de

forma otimizada nacionalmente. Este estudo compôs apenas a parte inicial do projeto

limitando-se apenas no domínio das técnicas de medição de parafusos, modelagem

em software CAD, prototipagem rápida (Polyjet), usinagem de diferentes materiais em

fresadora CAM e moldagem por injeção de polipropileno.

Ficam algumas sugestões para futuros trabalho: avaliação de acabamento dos

parafusos injetados por microscopia eletrônica de varredura, injeção de outros

polímeros no molde composto já fabricado, otimização através de software de

simulação do projeto de molde, aquisição de barras de alumínio 7075-T6 e a

fabricação de moldes a partir do mesmo.

Page 20: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

4 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

MERCADO. As oportunidades na área da tecnologia. Disponível em:

http://www.biomateriais.com.br/telas/artigos/artigos.asp?id_artigo=59&id_assunto=1,

Acessado em: 28 de setembro 2010.

GERMANOVIX, A. A. Relatório de estágio curricular IV. CIMJECT, UFSC,

Florianópolis, 2009.

ENDO, V. T. Relatório de estágio curricular VI. CIMJECT, UFSC, Florianópolis,

2009.

RIBEIRO, R. P. Efeito da radiação gama no comportamento in vitro de um copolímero bioabsorvível. Instituto Militar de Engenharia, Programa de Pós-

Graduação em Ciência dos Materiais, Rio de Janeiro, Dissertação (Mestrado), 2006.

VOLPATO, N., AHRENS, H. C., FERREIRA, C. V., PETRUSH, G, CARVALHO, J.

SANTOS, J. R., SILVA, J. V. L., 2007. Prototipagem rápida: tecnologias e aplicações. São Paulo: Edgard Blücher. 2007.

VILLAMIZAR, F. A. Y. Moldes rápidos fabricados por vazamento de resina epóxi/alumínio: investigações sobre o processo de fabricação e o desempenho termomecânico durante a injeção de termoplásticos. Dissertação de mestrado,

UFSC, Florianópolis 2005.

CALLISTER, W. D. Materials science and engineering – An introduction. 7th ed.

New York, 2007.

ASM. ASM Metals HandBook. Properties and selection: non-ferrous alloys and special purpose materials. ASM International. Volume 2. 3470 p.1991

ASM- ASM Metals HandBook. Machining processes. ASM International. Volume 16.

929 p.1991.

Page 21: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos

Anexo A - Laboratório de Projeto e Fabricação de Componentes de Plásticos Injetados – CIMJECT

Devido à crescente importância dos produtos poliméricos, foi criado em meados

de 1992 o laboratório CIMJECT, com enfoque no projeto e fabricação de componentes

plásticos injetados. O grupo de pesquisa visa à formação de engenheiros qualificados

na área de processamento de plásticos (projeto e fabricação de moldes para o

processo de injeção e implantação da tecnologia CAD/CAE/CAM1). Resumidamente,

suas principais linhas de pesquisa consistem em:

Moldagem por injeção de componentes plásticos

o Projeto de peças e moldes

o Fabricação de moldes rápidos

o Simulação e parâmetros de processos

o Caracterização e controle de propriedades

Fabricação rápida

o Projeto de componentes e moldes

o Processos de fabricação

Estereolitografia

Sinterização seletiva a laser

Modelagem por fusão e deposição

Vazamento de resinas termofixas

o Parâmetros de processo

o Desenvolvimento de materiais e controle de estrutura e propriedades

É de extrema importância a contribuição do CIMJECT no que se refere ao projeto e

fabricação de materiais poliméricos bioabsorvíveis pelo processo de injeção, tanto no

desenvolvimento do componente quanto no molde. O conhecimento das propriedades

do material é fundamental para o processamento e, principalmente, no correto

funcionamento do componente em sua aplicação final.

Anexo B - Cronograma de Estágio

1 CAD: Computer aided design, ou desenho assistido por computador

CAE: Computer aided engineering, ou engenharia auxiliada por computador

CAM: Computer aided manufacturing, ou manufatura auxiliada por computador

Page 22: UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – · Web viewComo intuito de fabricar moldes para injeção e estudar as variáveis de processamento, foram medidos as dimensões de parafusos