Design e materiais : impressão 3D de PLA em telas de pintura visando a aplicação em STEAM

Abstract

Ao longo dos últimos anos, a pesquisa em busca de novos produtos avançou consideravelmente. A manufatura aditiva, incluindo a impressão 3D, emergiu como uma ferramenta facilitadora dos processos de criação, oferecendo aplicações diversificadas e rápida prototipagem. Porém, suas possibilidades não devem se restringir apenas ao cenário industrial ou a áreas técnicas inacessíveis ao grande público. Neste contexto, o estudo adotou o conceito STEAM (Ciência, Tecnologia, Engenharia, Artes e Matemática), promovendo uma abordagem de pesquisa que trabalha de acordo com conceitos de criatividade e da perspectiva não convencional para estimular a expressão artística. Destacando a relevância da interdisciplinaridade, sobretudo o papel das artes, a pesquisa explora o emprego da manufatura aditiva no campo das artes. O estudo investiga a viabilidade da impressão de peças em PLA (Ácido Poliláctico), utilizando a técnica FFF (Fabricação com Filamento Fundido), diretamente sobre telas de pintura, visando demonstrar o potencial do STEAM na convergência entre estas áreas de estudo. A análise da viabilidade da técnica envolveu ensaios para avaliar a aderência, acabamento e importância dos parâmetros e materiais usados. Com base nesses conhecimentos, foram desenvolvidos motivos baseados na geometria Voronoi, ilustrando a aplicação artística da técnica. Além disso, a digitalização e modelagem 3D foram utilizadas na execução de diferentes possibilidades de criação utilizando impressão 3D em telas de pintura. Os resultados demonstraram a viabilidade da técnica, possibilitando a interação entre os materiais propostos e evidenciando seu potencial no contexto apresentado. Para a aplicação da técnica, o escopo do presente trabalho indica que os parâmetros definidos para a impressão em PLA sobre telas de pintura, de tecimento 2x1, sejam de 200 °C de temperatura do bico extrusor e 60 mm/s da velocidade de impressão. Quanto à altura da peça, é sugerida uma espessura mínima de 0,36 mm e, para as extremidades, altura máxima de 1 mm. Por fim, é recomendado adotar o procedimento de imprimir a primeira camada sobre a mesa antes de iniciar o processo de impressão desejado na tela.

Over the past years, research in pursuit of new products has significantly progressed. Additive manufacturing, including 3D printing, has emerged as a facilitating tool presented in creation processes, offering varied applications and rapid prototyping. However, its potential should not be limited solely to the industrial field or technical areas inaccessible to the public. In this context, the study implemented the STEAM concept (Science, Technology, Engineering, Arts, and Mathematics), promoting a research approach that operates through creativity and an unconventional perspective to encourage an artistic expression. Emphasizing the importance of interdisciplinary practices, particularly the role of art, the research explores the use of additive manufacturing in an artistic approach. The study researches the feasibility of printing PLA (Polylactic acid) parts, onto a painting canvas parts, using the FFF (Fused Filament Fabrication) technique directly, focusing on the demonstration of the potential of STEAM in the union of these fields of study. The analysis of the technique's viability involved tests to assess adhesion, surface texture, and the importance of parameters and materials used in the process. Based on this knowledge, Voronoi-based patterns were developed, illustrating the artistic application of the technique. Furthermore, 3D scanning and modeling were employed to explore various creative possibilities using 3D printing on canvases. The results demonstrated the feasibility of the technique, enabling interaction between the proposed materials and highlighting its potential in the presented context. For the implementation of this technique, the scope of this work specifies that the defined parameters for printing on painting canvases, structured with 2x1 weave, using PLA should be a nozzle extrusion temperature of 200°C and a printing speed of 60 mm/s. Concerning the layer height, a minimum height of 0.36 mm is suggested, while a maximum height of 1 mm is recommended for the edges. Lastly, it is advised to adopt the procedure of printing the first layer on the bed before initiating the desired printing process on the canvas.