Projeto e construção de uma mini extrusora para fabricação de filamento para impressão 3D

2016 – Atual

Este projeto propõe a construção de uma mini extrusora que viabilize a fabricação de filamentos a um custo reduzido pelo próprio usuário da impressora 3D.

A técnica mais utilizada para processar plástico é a extrusão, e como o próprio nome sugere, este acontece em uma extrusora, que é largamente utilizada na indústria de processamento de plástico. Basicamente a matéria-prima na forma de pellets é depositada na zona de alimentação que fica montada acima do canhão da extrusora, e esta alimenta o processo por simples força da gravidade (Figura 1).

Figura 1: Representação esquemática de uma extrusora de rosca única.

O material entra através de um rasgo existente entre a zona de alimentação e o canhão, e segue em direção a rosca que está dentro do canhão. A rosca em rotação força o plástico a se mover pelo canhão, o qual é geralmente aquecido na temperatura de fundição do polímero. Em grande parte dos processos três ou mais zonas de aquecimento aquecem gradualmente conforme se aproxima da matriz. Isso possibilita a fundição gradual do polímero enquanto ele é empurrado através do canhão e diminui o risco de superaquecimento o qual pode causar degradação do material. A maioria das extrusoras contém também seções de resfriamento (coolers) para manter o processo de controle de temperatura mais rápido e dinâmico, evitando overshoots de temperatura e consequentes degradações. Isso se faz necessário porque o próprio atrito (cisalhamento) do plástico no canhão gera aquecimento e pode se tornar um problema ao controlar a temperatura em determinado set point. Após passar por várias seções da rosca o plástico fundido é forçado a passar na matriz que possui um diâmetro muito menor que dá a forma final ao material.

A principal vantagem de utilizarmos uma extrusora para processar a matéria prima em forma de pellet, é que o custo da matéria prima virgem é em torno de 10% do valor do filamento comercial. Portanto, o objetivo é construir uma pequena extrusora de bancada, capaz de produzir filamentos a partir da matéria prima em forma de pellets, que reduzirá o custo do filamento drasticamente.

Figura 2: Primeiros testes de extrusão com uso de peças recicladas.

 

Figura 3: Primeiros testes com uso de peças recicladas

Figura 4 : Projeto montado.