Manufatura aditiva – Uma análise comparativa da Modelagem por Fusão e Deposição de materiais poliméricos PLA, ABS e PETG.

Abstract

Este trabalho tem por objetivo analisar as características mecânicas de peças produzidas pelo método de Modelagem por Fusão e Deposição (FDM) em diferentes materiais, PLA, ABS e PETG. Para isso, realizou-se ensaios de tração em corpos de prova seguindo as orientações da ASTM D638-22. Devido as características do método de produção, as peças apresentam anisotropia, o que significa que apresentam diferentes características dependendo da orientação da deposição do material a ser analisado e, devido a isso, as orientações da norma sugerem realizar ensaios analisando as peças em dois sentidos: horizontal (força aplicada paralela às linhas de camadas depositadas) e vertical (força aplicada perpendicular às linhas de camadas depositadas). Os resultados demostraram que o material PLA é mais resistente à tração do que os outros materiais comparados, porém demostra maior fragilidade, o que o torna inviável para muitas aplicações nas indústrias. Por outro lado, os materiais ABS e PETG, apesar da menor resistência à tração, demostraram capacidade de deformação e absorção de impactos mais elevados, tornando-os mais adequados à aplicação industrial. Porém, todos os materiais demostraram perda significativa de resistência mecânica quando analisados no sentido vertical (força aplicada perpendicular às linhas de camadas depositadas), uma consequência direta da anisotropia. Isso destaca a influência crítica da orientação da camada e da seleção do material no desempenho dos componentes impressos em 3D, enfatizando a necessidade de alinhar esses fatores.

RESUMO EM LÍNGUA ESTRANGEIRA This study aims to analyze the mechanical characteristics of parts produced by Fused Deposition Modeling (FDM) using different materials: PLA, ABS, and PETG. For this purpose, tensile tests were conducted on specimens following the guidelines of ASTM D638-22. Due to the nature of the manufacturing method, the parts exhibit anisotropy, meaning their properties vary depending on the orientation of the material deposition during testing. Consequently, the standard recommends performing tests in two orientations: horizontal (force applied parallel to the deposited layer lines) and vertical (force applied perpendicular to the deposited layer lines). The results demonstrated that PLA is more resistant to tension compared to the other materials tested; however, it exhibited greater brittleness, making it unsuitable for many industrial applications. On the other hand, ABS and PETG, despite their lower tensile strength, showed higher deformation capacity and impact absorption, rendering them more suitable for industrial use. Nevertheless, all materials exhibited a significant loss of mechanical strength when tested in the vertical orientation (force perpendicular to the deposited layer lines), a direct consequence of anisotropy. This highlights the critical influence of layer orientation and material selection on the performance of 3D-printed components, emphasizing the need to align these factors with the mechanical demands of the intended application.