Banca de DEFESA: ALBERTO JORGE BAEZA CAMPUZANO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : ALBERTO JORGE BAEZA CAMPUZANO
DATA : 09/02/2026
HORA: 08:00
LOCAL: Sala 2.10MP e Google Meet ( meet.google.com/nyh-bxid-eft)
TÍTULO:

Fabricação e Caracterização de Filamentos à Base de PLA com Pontos de Carbono e Pó de Casca de Ovo Calcinada para Aplicações em Estruturas de Treliça

PALAVRAS-CHAVES:

FDM, filamento compósito, carbon dots, pó de casca de ovo calcinada,
estruturas em treliça (lattice), caracterização mecânica, flexão em três pontos, ensaio de tração.

PÁGINAS: 143
RESUMO:

A manufatura aditiva, particularmente a modelagem por deposição fundida (FDM),
emergiu como uma ferramenta versátil para a fabricação de geometrias complexas, como as
estruturas celulares leves com desempenho mecânico personalizado. Na primeira etapa desta
pesquisa, painéis-sanduíche totalmente impressos em 3D foram fabricados usando geometrias
de núcleo comuns, como células hexagonais (em orientações longitudinal e transversal) e
circulares, para investigar a influência da configuração do núcleo no comportamento à flexão
em três pontos. Essas geometrias afetaram diretamente as respostas de rigidez e tenacidade das
estruturas, com os núcleos circulares demonstrando alcançar a maior capacidade de carga e
módulo, enquanto os núcleos hexagonais exibiram diferente comportamento mecânico e
propriedades dependentes da densidade comparadas com núcleos circulares.
Neste contexto, estudos subsequentes focaram na modificação do próprio material de
impressão para aprimorar o desempenho do ácido poliláctico (PLA), um polímero
biodegradável amplamente utilizado em FDM. Novos filamentos de PLA foram fabricados
incorporando pontos de carbono (Carbon Dots - CDs) — nanomateriais à base de carbono com
alta fotoluminescência e baixa toxicidade — em concentrações variadas (0,1–5,0% em peso).
A inclusão de CDs melhorou o desempenho mecânico e proporcionou monitoramento de
deformação sensível à fluorescência, com 0,5% em peso resultando em correlação entre força
e manufatura. Concentrações mais altas levaram à instabilidades no processo e microdefeitos,
destacando a necessidade de controle de concentração na formulação do filamento.
Paralelamente, compósitos de PLA reforçados com pó de casca de ovo calcinada foram
desenvolvidos como uma alternativa sustentável aos preenchimentos sintéticos. Testes de
tração e flexão de três pontos revelaram que pequenas adições de 0,1–0,3% em peso
aumentaram a rigidez e a tensão de escoamento, enquanto conteúdos mais altos causaram
diminuição no desempenho mecânico. Curiosamente, amostras fabricadas em microescala
exibiram tensão e módulo significativamente elevados em comparação com amostras padrão
ASTM, destacando a influência da probabilidade reduzida de defeitos em pequenos volumes e
o efeito intrínseco do tamanho em materiais frágeis.
Esses avanços culminaram no projeto e na fabricação de estruturas reticuladas cúbicas
usando uma técnica de fatiamento sem preenchimento, possibilitando a criação de arquiteturas
celulares de paredes finas contínuas sem padrões de preenchimento convencionais. Análises
experimentais e por elementos finitos revelaram uma clara correlação entre o número de
camadas de células e a resposta à flexão. As estruturas passaram de uma deformação dominada
por flexão em camadas de células únicas para um comportamento de cisalhamento em
configurações multicelulares, confirmando que o projeto geométrico e a formulação do material
juntos governam a resposta mecânica de sistemas impressos em 3D com uso de PLA e PLA
compósitos.
Por fim, a fabricação de estruturas celulares leves via filamentos reforçados com nano
e micropartículas representa um avanço importante. A versatilidade e multifuncionalidade deste
método abrem novas perspectivas para a engenharia, impulsionando inovações notadamente no
setor de veículos aéreos não tripulados (drones).

 

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1691537 - TULIO HALLAK PANZERA
Interno - 1049564 - ARTUR MARIANO DE SOUSA MALAFAIA
Externo ao Programa - 1827328 - RODRIGO TEIXEIRA SANTOS FREIRE
Externo à Instituição - MARZIO GRASSO
Externo à Instituição - ANTÔNIO CARLOS ANCELOTTI JUNIOR - UNIFEI