Study of residual stress and distortions of parts produced by FDM printing using the finite element method ; Estudo das tensões residuais e distorções de peças produzidas por impressão FDM utilizando o método dos elementos

In FDM (Fused Deposition Modeling) additive manufacturing process, filaments of polymeric materials are fused in an extruder nozzle and deposited in layers to produce a piece with predetermined geometry. During the extrusion process, the polymeric material reaches high temperatures, changing the phase and cooling rapidly after the deposition of the layers, which occurs repeatedly until the end of the process. Thus, it is common for thermal gradients to cause residual stresses and distortions in the parts produced. In this context, this work uses the finite element method to perform thermo-mechanical analysis and to predict the distortions and residual stresses in a part produced by the FDM process. ; No processo de manufatura aditiva FDM (Modelagem por Fusão e Deposição) filamentos de materiais poliméricos são fundidos em um bocal extrusor e depositados em camadas para produzir uma peça com geometria pré-determinada através de um modelo. Durante o processo de extrusão, o material polimérico atinge elevadas temperaturas, mudando de fase e resfriando-se rapidamente após a deposição das camadas, o que ocorre repetidamente até o final do processo. Desta forma, é comum que os gradientes térmicos acarretem tensões residuais e distorções nas peças produzidas. Neste contexto, este trabalho utiliza o método dos elementos finitos para realizar análises termo-mecânicas e prever as distorções e tensões residuais em uma peça produzida pelo processo FDM.