Comparação do comportamento tribológico de materiais poliméricos fabricados por manufatura aditiva

Abstract

A manufatura aditiva tem apresentado um crescimento exponencial nos últimos anos, gerando uma demanda cada vez maior de novos materiais e aplicações. Neste escopo, o estudo da tribologia de amostras impressas em 3D tem um potencial ainda pouco explorado. Portanto, objetivo deste trabalho consiste em caracterizar o comportamento tribológico de três materiais poliméricos diferentes: o ácido polilático (PLA), o poliuretano termoplástico (TPU) e um material composto de PLA e adição de pó de bronze (BRO) e impressos por fusão, para embasar futuras aplicações. O estudo foi feito a partir de ensaios de desgaste executados no tribômetro do LATRIB, para amostras de TPU, PLA e BRO, com três repetições para cada material. Ao fim, foram avaliados o atrito, perda de massa bem como a formação de filme, atrelado aos mecanismos de desgaste e observou se que, com relação ao atrito o que apresenta o menor coeficiente é o PLA. Já o BRO apresentou menor perda de massa e formação de filme homogêneo, ao contrário dos outros dois materiais, com formação de filme heterogêneo. Com relação aos mecanismos de desgaste, os mais relevantes foram adesão no PLA e abrasão no BRO.

Additive manufacturing has shown exponential growth in recent years, generating an increasing demand for new materials and applications. In this scope, the study of the tribology of 3D printed samples has still little explored potential. Therefore, the objective of this work is to characterize the tribological behavior of three different polymeric materials, polylactic acid (PLA), thermoplastic polyurethane (TPU) and a third material composed of PLA and the addition of bronze powder (BRO), printed by fusion, to support future applications. The study was based on wear tests carried out on the LATRIB tribometer, for TPU, PLA and BRO samples, with three repetitions for each material. In the end, friction, mass loss as well as film formation were evaluated, linked to wear mechanisms and it was observed that, in relation to friction, the one with the lowest coefficient is PLA. BRO, on the other hand, showed less mass loss and homogeneous film formation, unlike the other two materials, with heterogeneous film formation. Regarding wear mechanisms, the most relevant were adhesion in PLA and abrasion in BRO.