Formulação e caracterização de potenciais filamentos compósitos de PLA e talos de tabaco para aplicação em manufatura aditiva

Abstract

A tecnologia de fabricação por filamento fundido (FFF) utilizando polímeros como PLA e ABS é bem conhecida. Contudo, o desenvolvimento de filamentos compósitos para esta tecnologia de manufatura aditiva, bem como a determinação dos parâmetros de processamento e das propriedades resultantes na extrusão e na impressão 3D, ainda requerem pesquisa. Esse estudo exploratório analisa as propriedades químicas, térmicas e a morfologia de filamento de matriz polimérica de PLA e talos de tabaco, visando sua utilização no processo FFF. Os materiais utilizados foram talos de tabaco moídos e PLA. As partículas de tabaco, com tamanho médio de 50 m, apresentaram-se aleatoriamente distribuídas no filamento. No entanto, aglomerados de partículas,  bolhas e porosidades foram observados no centro do filamento. Ensaios por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier mostraram que o filamento compósito apresentou interação mecânica entre os materiais. A análise térmica permitiu verificar que não houve degradação do pó de talos de tabaco, mantendo a integridade química e física do filamento compósito a temperatura de extrusão de 180 °C. A calorimetria exploratória diferencial revelou que as partículas de pó de talos de tabaco podem ter atuado como agente nucleante, aumentando o grau de cristalinidade do filamento compósito. Sugere-se para estudos futuros o aumento do percentual de pó de talos de tabaco, a investigação de outros métodos de preparação de compósitos, bem como um estudo da adição de plastificantes ou agentes compatibilizantes para aprimorar a ligação entre a interface do PLA e as partículas de tabaco.

Palavras-chave: impressão 3D, fabricação de filamento fundido, manufatura aditiva, compósitos, tabaco.