Estudo comparativo entre PETG e PLA para Impressão 3D através de caracterização térmica, química e mecânica

Abstract

RESUMO A Impressão 3D baseada em extrusão se popularizou muito nos últimos anos devido ao surgimento de projetos de código aberto e máquinas de baixo custo, que tornaram a tecnologia acessível a todos os níveis de usuários. Paralelamente, novos materiais, em geral filamentos termoplásticos, são inseridos no mercado para aplicação neste tipo de técnica de fabricação, tornando cada vez mais necessário o desenvolvimento de estudos de caraterização experimentais dos materiais para fornecer dados técnicos aos utilizadores. Neste trabalho estudou-se o poli(tereftalato de etileno glicol) (PETG), polímero de recente adoção neste contexto, comparando-o ao poli(ácido lático) (PLA), o mais popular no âmbito da tecnologia. Ambos os materiais foram analisados mecanicamente à tração, através de amostras fabricadas por Impressão 3D variando os ângulos de deposição do material extrudado. Para a mesma análise, visando comparação, foram construídas peças por moldagem por injeção. Os materiais em seu estado inicial filamentar foram avaliados termicamente por TGA e DSC, e quimicamente por FTIR. As duas últimas técnicas de caracterização também foram aplicadas aos polímeros após o processamento por injeção e impressão. Os resultados obtidos mostraram que as propriedades mecânicas à tração dos componentes impressos são fortemente influenciadas pela orientação dos filamentos depositados nas camadas e pela mesoestrutura das peças. O PLA dispõe de superioridade mecânica, maior tensão máxima e elevada rigidez em relação ao PETG, nas amostras injetadas e impressas. O PETG, por sua vez, demostrou ser um material mais resistente à degradação térmica, mais estável termicamente (por não apresentar alterações significativas em seu comportamento térmico após ser processado), e flexível, propriedade esta que o torna muito interessante para aplicações na Impressão 3D. Por fim, a estrutura química molecular dos polímeros foi semelhante à descrita em outros estudos da literatura e pouco alterada pelos processos de fabricação.