Manufatura aditiva de cerâmica por projeção de imagem digital

Carlos Alberto Fortulan
Escola de Engenharia de São Carlos / USP 

Formado em Engenharia de Materiais pela UFSCar em 1987 é atualmente Professor Associado no Departamento de Engenharia Mecânica da EESC-USP, ministra disciplinas nas áreas de projeto mecânico e materiais. É coordenador do Laboratório de Tribologia e Compósitos (www.ltc.eesc.usp.br), possui experiência na criação e no desenvolvimento de indústrias cerâmicas ENGECER 1985 e CERAUTO 1989, é membro do Conselho da Fundação Parque de Alta Tecnologia de São Carlos (ParqTec) desde 2001, é Membro do conselho de certificação do CCB (Centro Cerâmico Brasileiro) desde 2009 e é Pesquisador membro do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Biofabricação (INCT-BIOFABRIS). Pesquisador produtividade pelo CNPq concluiu a orientação de 27 pós graduandos (+8 em andamento), publicou acima de 120 artigos em revistas e depositou 25 pedidos de patente (13 concedidas e 2 licenciadas).

RESUMO

A manufatura aditiva de cerâmica está se tornando uma realidade industrial na produção de peças complexas e funcionais conformadas a partir de um modelo computacional 3D.  Dentre as diversas técnicas hoje empregadas, a fotopolimerização em cuba (VP) é um processo em que um líquido fotopolimerizável é curado seletivamente por uma polimerização ativada por luz. No processo Digital Light Processing (DLP), cada seção a ser formada é projetada como uma imagem  sobre uma camada de suspensão cerâmica fotosensitiva. A formação de sucessivas camadas gera o corpo verde tridimensional que subsequentemente passa pelo processo de remoção de orgânicos (resina fotopolimerizáveis e aditivos) e sinterização.  Os fatores chaves para o desempenho desta técnica estão associadas com a obtenção de barbotina com resina fotopolimerizável compatível com o espectro de luz projetada, com o alto carregamento de sólidos (~50% v/v), estabilidade e comportamento reológico adequados, deposição uniforme de camadas, e remoção segura da fração orgânica. Cerâmicas obtidas por DLP encontram aplicações nas áreas de sensores, trocadores de calor, suporte de materiais catalíticos, aeroespacial, biomateriais, implantes densos e/ou scaffolds, dentária e outras. Neste trabalho são apresentados resultados na obtenção de peças por manufatura aditiva por fotopolimerização em cuba relacionados com a formulação de barbotinas, variações de equipamentos, pós-processamento, queima/sinterização e propriedades alcançadas.