Estudo da Influência do grau de vazios nas propriedades mecânicas de amostras impressas em dispositivos mSLA - Pinto, Carla Carvalho [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2025)
A manufatura aditiva se apresenta como uma nova alternativa para construção de peças com flexibilidade de design e economia de material. Sua qualidade, durabilidade e propriedades mecânicas tem sido estudada a fim de viabilizar cada vez mais o uso da técnica pelas indústrias. Esse modelo de manufatura representa uma revolução nos métodos de fabricação, já que demandam o mínimo de interação humana. A estereolitografia mascarada (mSLA) é uma técnica de manufatura aditiva que utiliza resina fotocurável como matéria prima no processo de fabricação de peças. O estudo de vazios associadas a essa técnica é fundamental para entender seu impacto nas propriedades mecânicas do material. Para realizar tal estudo o trabalho foi realizado em duas etapas. A primeira parte trata do estudo de concentradores de tensão em placas planas variando a relação diâmetro versus largura da placa, avaliando corpos de prova submetidos a carregamentos axiais e excêntricos. Para as amostras submetidas a carregamentos axiais a validação dos resultados ocorreu com a comparação entre o método analítico de Whitney Nuismer, correlação digital de imagens e método dos elementos finitos. Para as amostras submetidas a carregamentos excêntricos, a validação dos resultados ocorreu pelo método dos elementos finitos e correlação digital de imagens. Uma vez compreendido o comportamento mecânico de amostras com um furo central, foi possível expandir a análise para modelos mais complexos. Nesse sentido, a segunda parte tem como foco a introdução de uma cadeia de vazios em corpos de prova modificando a geometria e porcentagem de vazios afim de analisar o seu impacto nas propriedades mecânicas do material. Dessa forma, foram avaliadas as configurações circular com galerias, hexagonal com galerias e de dutos, para as porcentagens de 15%, 23% e 32%. As amostras foram submetidas a ensaios de tração e a ensaios de flexão em três pontos. A validação dos resultados ocorreu pela comparação dos métodos dos elementos finitos e correlação digital de imagens. A consistência dos resultados encontrados reforça a qualidade da técnica empregada, demonstrando que este estudo não apenas atingiu seus objetivos como também forneceu uma base para futuras investigações na área.

Additive manufacturing presents itself as a new alternative for building parts with design flexibility and material savings. Its quality, durability, and mechanical properties have been studied in order to increasingly enable the use of the technique by industries. This manufacturing model represents a revolution in manufacturing methods, as it requires minimal human interaction. Masked stereolithography (mSLA) is an additive manufacturing technique that uses photocurable resin as raw material in the process of producing parts. The study of voids associated with this technique is fundamental to understanding its impact on the mechanical properties of the material. To carry out such a study, the work was conducted in two stages. The first part deals with the study of stress concentrators in flat plates by varying the diameter-to-width ratio of the plate, evaluating specimens subjected to axial and eccentric loading. For samples subjected to axial loading, the validation of the results was done through comparison between the analytical method of Whitney-Nuismer, digital image correlation, and the finite element method. For samples subjected to eccentric loading, the validation of the results was done using the finite element method and digital image correlation. Once the mechanical behavior of samples with a central hole was understood, it was possible to expand the analysis to more complex models. In this regard, the second part focuses on the introduction of a chain of voids in the specimens, modifying the geometry and void percentage in order to analyze their impact on the mechanical properties of the material. Thus, the configurations evaluated were circular with galleries, hexagonal with galleries, and ductshaped, for void percentages of 15%, 23%, and 32%. The samples were subjected to tensile tests and three-point bending tests. The validation of the results was done by comparing the finite element method and digital image correlation. The consistency of the results found reinforces the quality of the technique employed, demonstrating that this study not only achieved its objectives but also provided a foundation for future investigations in the field
Study of the influence of void content on the mechanical properties of samples printed with mSLA devices
Keywords: estereolitografia mascarada; resina fotocurável; Manufatura aditiva; Impressão tridimensional; Desenvolvimento sustentável; Desenvolvimento sustentável