Desenvolvimento de materiais nanocompósitos e do processo de estereolitografia laser no infravermelho (CO2)

A tendencia atual na area de desenvolvimento de materiais aponta significantemente para o desenvolvimento de nanocompositos. Varias pesquisas mostram que as caracteristicas das propriedades que estes materiais apresentam ampliam de forma bastante promissora suas possiveis aplicacoes. Levando-se isso em consideracao, este projeto tem como objetivo o estudo e desenvolvimento de materiais compositos (polimero/carga) nanoestruturados para utilizacao no processo da Estereolitografia Laser no Infravermelho (CO2). Para tanto, o estudo envolve a mistura fisica de nanoparticulas de silica dispersas em uma matriz polimerica, composta por resina epoxi (diglicidil eter bisfenol A - DGEBA) e dietilenotriamina (DETA) como agente de cura. A determinacao das propriedades termicas e analise dos principais fenomenos e mecanismos gerais de cura do material nanocomposito foram realizadas utilizando a tecnica de Calorimetria Exploratoria Diferencial (DSC). Simulacao computacional, utilizando um modelo matematico deterministico resolvido por volumes finitos atraves do programa ANSYS CFX®, foi realizada com o objetivo de avaliar os perfis da distribuicao da temperatura espacial e temporal (analise termica transiente), na amostra (modelo fisico), durante a aplicacao do laser nos materiais nanocompositos com diferentes composicoes. A validacao fisica das simulacoes foi feita utilizando o processo de Estereolitografia Laser no Infravermelho (CO2), avaliando o efeito dos parâmetros do processo (velocidade de varredura e potencia do laser). Os resultados obtidos comprovaram que, dentre os sistema estudados, o sistema nanocomposito DGEBA/DETA/NS A apresenta caracteristicas de viscosidade e cura localizada adequadas a utilizacao no processo de Estereolitografia Laser no Infravermelho (CO2). Os testes experimentais mostraram que quanto maior a velocidade de varredura do feixe laser (?), menor a difusao de calor para as regioes vizinhas ao ponto irradiado e, consequentemente, menor a espessura da camada curada. Outro fator observado na realizacao dos testes e que quanto menor a quantidade de pulsos incidentes no material e maior a ?, melhores sao as condicoes de obter a cura localizada, com pouca difusao de calor para regioes vizinhas ao volume irradiado. Com base nesses resultados conclui-se que a cura localizada depende do material utilizado e do controle dos parâmetros operacionais do processo Abstract