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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2022.tde-23032023-081613
Document
Auteur
Nom complet
Laura Grassi Maragno
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2022
Directeur
Jury
Gouvêa, Douglas (Président)
Hotza, Dachamir
Santos, Jorge Roberto Lopes dos
Titre en portugais
Otimização do sistema de manufatura aditiva via deposição direta de pasta para obtenção de miniaturas de produtos sanitários.
Mots-clés en portugais
Deposição direta de pasta
Extrudabilidade
Porcelana
Resumé en portugais
A fabricação da cerâmica sanitária geralmente é realizada pela tradicional colagem de barbotina, em que a barbotina é inserida em um molde de gesso, seguida da drenagem do seu excesso, com posterior esmaltação e sinterização. Esse processo é amplamente utilizado devido a sua praticidade e baixo custo, porém não permite a fabricação de peças com geometrias complexas e design inovador. Uma técnica que vem sendo estudada para obtenção de produtos com formato diferenciado é a manufatura aditiva via extrusão, conhecida como deposição direta de pasta (Direct Writing). Nesse processo, a pasta cerâmica é extrudada utilizando um cabeçote com movimentação em 3 eixos diretamente em uma superfície plana, sem a necessidade de molde. Um dos principais desafios da técnica é a definição da extrudabilidade da pasta cerâmica, de modo que o seu fluxo seja constante durante toda a impressão 3D e que a estrutura da peça seja estável durante e após esse processo. Neste trabalho, foi utilizada uma pasta de porcelana comercial, otimizada com bentonita sódica para obter menores pressões de extrusão, tornando viável a sua extrusão em uma impressora 3D de cerâmica comercial. Após a definição do comportamento ideal da pasta, com 24% de umidade e 0,5% em peso de bentonita, os parâmetros de impressão 3D no software de fatiamento foram aperfeiçoados, garantindo um melhor acabamento superficial à peça impressa. A miniatura foi esmaltada e sinterizada em forno industrial para comparar com a mesma miniatura obtida pelo processo tradicional de colagem de barbotina e ambas apresentaram qualidade superficial similar, sendo um indício que DW pode ser utilizada na indústria de louças sanitárias, mesmo que ainda em escala reduzida.
Titre en anglais
Optimization of the additive manufacturing system via direct writing to obtain sanitaryware miniatures.
Mots-clés en anglais
Direct writing
Extrudability
Porcelain
Resumé en anglais
The manufacturing of ceramic sanitaryware is usually performed by the traditional slip casting, in which the slurry is poured inside a plaster mold, followed by the drainage of the remaining slurry, with subsequent glazing and sintering. This process is widely used due to its convenience and low cost; however, it does not allow the manufacturing of products with complex geometries and innovative design. A technique that has been studied to obtain products with special formats is additive manufacturing with extrusion, called Direct Writing. In this process, the ceramic paste is molded using an extruder with three axes motion directly on a flat surface, without the need for a mold. One of the main challenges of this technique is the extrudability of the ceramic paste, in a way that its flow is constant during printing and that the product structure is stable during and after this process. In this work, it was used a commercial porcelain paste, optimized with sodium bentonite to obtain lower extrusion pressures, making the extrusion possible on a commercial ceramic 3D printer. With the definition of the optimal behavior of the paste, with 24% humidity and 0.5 wt.% bentonite, the 3D printing parameters were upgraded on the slicing software, ensuring a better surface finish to the printed piece. The printed miniature was glazed and sintered on an industrial furnace and compared to a similar miniature produced by slip casting and both presented similar surface finish, showing that DW can be used in the sanitaryware industry, even though it is still in a reduced scale.
 
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Date de Publication
2023-03-27
 
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