Sistema de monitoramento de cabeçote extrusor para manufatura aditiva
Guilherme Bueno Silveira1; Igor Pereira1; Santana Leonardo1; Bonin Cassiano1; Aurélio da Costa Sabino Netto1
1 IFSC
doi:10.20906/CPS/CON-2016-0356
Resumo
Possuindo uma vasta área de aplicação, as tecnologias ligadas ao processo de manufatura aditiva por extrusão vêm ganhando cada vez mais destaque. Dentre os módulos que compõem uma impressora 3D, o cabeçote extrusor é responsável pela fusão e deposição da matéria-prima. Este possui um motor responsável pela condução do filamento ao bico extrusor aquecido que deposita o material para a impressão. Este processo de condução, fusão e deposição do filamento pode apresentar alguns problemas que afetam diretamente na qualidade da peça, como o entupimento do tubo do bico extrusor, a perda de passo do motor acoplado ao extrusor e o escorregamento entre filamento e elemento de fricção. Atualmente, há poucas publicações e estudos relacionados ao comportamento do cabeçote extrusor de impressoras 3D e ao aprimoramento do mesmo. Neste sentido, o presente estudo busca abordar e monitorar as possíveis falhas no cabeçote extrusor de uma impressora 3D, propondo ajustes e melhorias. Para o monitoramento do cabeçote extrusor, foi desenvolvido um sistema instrumentado capaz de registrar a movimentação do filamento ao longo do módulo e a temperatura em diversos pontos do mesmo, com encoder rotacional e sensores de temperatura (PT-100). Por meio de uma série de testes, foram gerados dados que indicam o controle de temperatura do sistema como um fator relevante para o bom funcionamento do extrusor. Com o encoder foi registrada a movimentação do filamento dentro do extrusor para comparação com o sinal de step proveniente do driver de motor de passo, traçando assim uma relação entre comando e valor real. Com base nos dados analisados, foi possível verificar que o tracionamento do filamento apresenta falhas que afetam a deposição do material. Tendo estabelecido as principais variáveis de extrusão que afetam a qualidade geral da peça, foi utilizado o sistema de supervisão SCADABR com o intuito de realizar o monitoramento sob o sistema e registrar eventos que levem a fabricação de peças fora dos requisitos de projeto.
Palavras-chave: Manufatura aditiva; Impressão 3D; Extrusão; SCADABR