Processo de criação de máquina extrusora para criação de filamentos de impressão 3d, através de resíduos sólidos recicláveis de polímeros termoplásticos

Abstract

Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma extrusora de baixo custo para a produção de filamentos de impressão 3D a partir de garrafas PET recicladas. A iniciativa surgiu com o objetivo de criar uma solução acessível para escolas públicas, institutos e laboratórios Maker em todo o Brasil, permitindo a fabricação de filamentos sustentáveis e a promoção da educação ambiental. A pesquisa foi embasada em estudos anteriores que destacam o potencial do PET reciclado para uso em impressão 3D. O processo envolveu várias etapas, começando pelo filetamento das garrafas PET para obter uma fita de 1 cm de largura, conforme sugerido por estudos durante a revisão bibliográfica. Em seguida, a fita de PET foi direcionada para uma matriz aquecida, parte fundamental da extrusora, onde foi derretida e remodelada para a forma cilíndrica, com diâmetro de 2 mm, adequada para impressoras 3D. A extrusora utilizou um bico de 2 mm de diâmetro, e o filamento resultante foi tracionado por um motor de passo com engrenagens controlado por um potenciômetro, garantindo um diâmetro final de 1,75 mm, compatível com impressoras 3D convencionais. O processo foi realizado a uma temperatura de 240°C, garantindo a fusão adequada do PET. Um aspecto importante deste trabalho foi a investigação da pigmentação do filamento. Foram realizados testes com diferentes pigmentos, incluindo tinta de pincel permanente nas cores preta e vermelha, bem como tintas de canetas esferográficas e de quadro branco. Apenas a tinta de pincel permanente vermelha demonstrou aderência homogênea ao material, permitindo a impressão 3D sem problemas. A pesquisa se alinhou com estudos sobre pigmentação de polímeros, proporcionando impressões com uma espessura de camada de 0,2 mm perfeitamente. Os resultados obtidos foram extremamente promissores, evidenciando a viabilidade técnica da produção de filamentos PET reciclados para uso em impressão 3D. Durante o desenvolvimento do projeto, a extrusora foi montada e testada com sucesso no Laboratório Sertão Maker do IFPB Campus Patos. O impacto foi notável, com várias escolas públicas e particulares expressando interesse em replicar a iniciativa em suas instituições. Além disso, o trabalho foi apresentado em eventos acadêmicos, como a SCNT em João Pessoa e a EXPOTEC 2023, com destaque para a contribuição do IFPB Campus Patos. Isso demonstra o potencial de disseminação dessa tecnologia e de nossa pesquisa. Como resultado adicional, foi aprovada uma segunda pesquisa, com foco na produção de vergalhões de alta resistência a partir de polímeros termoplásticos derivados de resíduos sólidos, como o PET, com a aplicação de grafeno e outros compostos na construção civil. Essa pesquisa busca ampliar o conhecimento sobre as propriedades do PET e suas possíveis aplicações.