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Análise de Produção de Moldes por Manufatura Aditiva

Atualmente, o fabrico aditivo é uma área com grande interesse industrial, com aplicações em diversas indústrias, como por exemplo a indústria aeroespacial, médica e ramo automóvel. Esta tecnologia, ca-racterizada pela produção de peças camada a camada, engloba uma diversidade de processos que permite a utilização de uma variedade de materiais, assim como algumas vantagens, tais como diminuir o tempo de fabrico, custos de armazém e melhorar a qualidade da peça fabricada comparativamente ao fabrico convencional (fabrico subtrativo). O trabalho desenvolvido tem como objetivo o estudo de um molde sujeito a um processo de fabrico de compósitos, especialmente no que diz respeito à produção e teste de um molde por manufatura aditiva, algo que se encontra em desenvolvimento na indústria. Sendo assim, a manufatura aditiva pode então desempenhar neste caso um papel preponderante, dado a rapidez com que os moldes podem ser produzidos e de o custo dos mesmos ser potencialmente mais baixo se for considerada a tecnologia Fused Deposition Modeling, com um material de enchimento. Utilizou-se como caso de estudo um projeto baseado num molde fornecido no qual se pretendia nor-malmente usar o material Al 5083, isto é, como moldagem em alumínio. Um dos principais objetivos deste trabalho é encontrar uma solução mais viável e económica, como usar um polímero de baixo custo e compatível como o PLA N, visto que o polímero terá de ser maquinável, de modo a eliminar o efeito de escada em Fused Deposition Modeling. Posteriormente, recorreu-se à impressora Blackbelt para proporcionar uma impressão a 45° usando a tecnologia de modelação por deposição de material fundido. No entanto, durante o decorrer da dissertação a impressora Blackbelt demonstrou problemas de funcionalidade, sendo necessário recorrer a outra impressora da empresa Jodrax, usando de igual forma a impressão a 45°. Este trabalho é finalizado com uma proposta para um procedimento específico, com base na expe-riência deste caso de estudo, que engloba as abordagens utilizadas para cada fase e permite a sua utilização noutros casos que eventualmente possam aparecer, no contexto de produção de moldes por manufatura aditiva e o respetivo fabrico de compósitos. Face aos resultados obtidos, tanto nos ensaios de maquinagem como nos ensaios de pressão e tem-peratura, concluiu-se que o uso do molde com o material de enchimento é uma alternativa viável. O molde com gesso conseguiu suportar as temperaturas e pressões esperadas num processo de fabrico de compósitos e comportou-se melhor do que um molde sem gesso. A alternativa usando o PLA N acaba por ser mais económica, pois quando se fez a análise de custos, constatou-se que apresenta um custo total de 1075.74 €, que é inferior ao orçamento de um molde fabricado com o material Al 5083.Nowadays, additive manufacturing is an area of great industrial interest, with applications in several industries, such as the aerospace, medical, and automotive industries. This technology, characterized by the production of parts layer by layer, encompasses a diversity of processes that allows the use of a variety of materials, as well as some advantages, such as reducing manufacturing time and warehouse costs and improving the quality of the manufactured part when compared to conventional manufacturing (subtractive manufacturing). The work carried out aims to study a mold subject to a composite manufacturing process, especially concerning the production and testing of a mold by additive manufacturing, something that is being developed in the industry. Therefore, additive manufacturing can play a leading role in this case, given the speed with which molds can be produced and the fact that their cost is potentially lower if Fused Deposition Modeling technology is considered, with a material of filling. A project based on a supplied mold was used as a case study, in which it was normally intended to use the material Al 5083, that is, as an aluminum molding. One of the main objectives of this work is to find a more viable and economical solution, such as using a low-cost and compatible polymer like PLA N, since the polymer will have to be machinable, to eliminate the ladder effect in Fused Deposition Model-ing. Subsequently, the Blackbelt printer was used to provide a 45° print using Fused Deposition Model-ing. However, during the dissertation, the Blackbelt printer showed functionality problems, making it necessary to use another printer from the company Jodrax, also using 45° printing. This work ends with a proposal for a specific procedure, based on the experience of this case study, which encompasses the approaches used for each phase and allows its use in other cases that may eventually arise, in the context of mold production by additive manufacturing and the respective manu-facture of composites. Given the results obtained, both in the machining tests and in the pressure and temperature tests, it was concluded that the use of the mold with the filling material is a viable alternative. The plaster cast was able to withstand the temperatures and pressures expected in a composite manufacturing process and performed better than a cast without plaster. The alternative using PLA N turns out to be less expensive, since when the cost analysis was carried out, it was found that it has a total cost of 1075.74 €, which is lower than the budget for a mold manu-factured with the material Al 5083