5.1 CONCLUSÕES
Neste trabalho, o uso de solução de dextrina como agente aglutinante obteve um bom desempenho no processamento de uma formulação de porcelana, permitindo construir peças verdes com resistências suficientes para suportar os esforços envolvidos no pós-processamento dos CP’s. As soluções DEX-10 e DEX-11, apresentaram desempenho satisfatório quanto a capacidade de serem jateadas por um cabeçote com atuação térmica. Entretanto, apenas a solução DEX-11 (contendo 11,66% de dextrina, 11,66% de isopropanol e 76,68% de água deionizada) conferiu as peças verdes resistência suficiente para serem pós processadas.
O processamento da formulação AVS-Q, com o uso da solução DEX-11 como ligante, foi compatível ao princípio de jateamento de aglutinante e permitiu a obtenção de corpos cerâmicos classificados como porcelana após o processo de queima. Já a formulação AVS-A apresentou um comportamento hidrofóbico, impedindo que o líquido jateado permeasse entre as partículas promovendo a aglutinação. Desta forma, a formulação AVS-A requer mais estudos para ser processada adequadamente.
Os CP’s construídos com o pó AVS-Q, com a solução DEX-11 e com a saturação programada para 150% apresentaram desvios de forma, empenamentos, delaminações entre camadas e trincas. Estes defeitos foram atribuídos, em grande parte, a maior quantidade de agente aglutinante presente nas amostras, que provoca a produção de uma maior quantidade de gases durante a queima dos materiais orgânicos. Os CP’s produzidos com os mesmos materiais, porém com saturação programada em 100%, geraram corpos cerâmicos satisfatórios, não apresentando nenhum dos defeitos citados acima.
No processo de queima, a temperatura de patamar de sinterização apresentou grande influência na absorção de água (AA), porosidade aparente (PA) e densidade aparente (DA). Como foi visto, para as queimas realizadas a 1200ºC, os CP’s apresentaram uma AA de ~10%, PA de ~21% e DA de ~1,96 g/cm³. Estes valores apresentaram grande diferença em relação as queimas realizadas a 1240ºC, em que
foram alcançadas propriedades de AA (~0,1%), PA (~0,3%) e DA (~2,3 g/cm³) coerentes com as porcelanas. No entanto, o processo de densificação que diminuiu a AA e PA, causou um aumento na retração linear, o que geralmente ocorre no processo de queima de cerâmicos.
A adição de wollastonita a formulação aumentou a complexidade da adequação das composições de pós cerâmicos ao princípio de jateamento de aglutinante. Isto ocorreu, pois, o formato acicular de suas partículas requereu um método de preparo diferenciado para amenizar o efeito de ancoramento das partículas de wollastonita, de forma a permitir um espalhamento satisfatório.
Como esperado a adição de wollastonita diminuiu a temperatura de sinterização da formulação AVS-Q, permitindo, alcançar as características típicas de porcelanas já em 1240ºC. Esta diminuição foi considerável, visto que nos estudos de referência que utilizaram a mesma base de materiais, porém sem a adição de wollastonita, as características de porcelanas foram alcançadas em temperaturas entre 1300ºC e 1400ºC.
A resistência a ruptura a flexão também foi afetada com o aumento da temperatura de queima, sendo observados valores de 33,35±1,88 MPa e 51,50±4,55 MPa, para as temperaturas de 1200ºC e 1240ºC, respectivamente. Realizando a análise da distribuição de Weibull das tensões de rupturas, obteve-se um módulo de Weibull de 12,38, coerente com a maioria dos materiais cerâmicos.
Foram observadas na microestrutura dos CP’s queimados tanto em 1200ºC, quanto em 1240ºC as fases cristalinas tipicamente encontradas em porcelanas, como o quartzo, mulita primária e mulita secundária, entretanto, apenas as processadas em 1240ºC puderam ser classificadas como porcelana. Também foi constatado a presença de anortita, originada pela inserção de wollastonita na formulação.
Os resultados encontrados comprovam a hipótese da viabilidade de aliar o uso de solução de dextrina e de formulações de porcelanas com o princípio de jateamento de aglutinante para obtenção, após a queima, de corpos cerâmicos classificados como porcelana.
5.2 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Estudos apontam o uso da AM como sendo uma maneira promissora para construção de modelos cerâmicos, possuindo aplicações nas mais diversas áreas do conhecimento. Alguns autores apresentam o princípio de jateamento de aglutinante como um caminho assertivo na pesquisa de novos materiais, uma vez que este possui uma tolerância maior a alguns problemas que as matérias-primas possam apresentar nos testes preliminares, tais como, o espalhamento ruim obtido pelas formulações AVS-Q-SA e AVS-A-SA sem o uso de aditivos.
Este trabalho foi pioneiro no uso de material cerâmico processado por manufatura aditiva via jateamento de aglutinante no Núcleo de Manufatura Aditiva e Ferramental (NUFER). Por ser pioneiro, significou superar diversas limitações de infraestrutura e principalmente de conhecimento técnico e científico na área de processamento de materiais cerâmicos. A execução deste trabalho, abriu ao NUFER a possibilidade de processar diferentes materiais cerâmicos utilizando o princípio de jateamento de aglutinante, e motivou outros trabalhos, já em fases avançadas, em que estão sendo empregados parte dos conhecimentos absorvidos nesta pesquisa.
Alguns aprendizados obtidos neste trabalho, sugerem que a pesquisa poderia ter sido dividida em partes menores, como por exemplo, poderia ter sido estudado apenas o líquido aglutinante, de forma a melhorar seu desempenho no jateamento e seu efeito ligante antes de ser empregado no princípio de jateamento de aglutinante. Isto diminuiria o tempo gasto em testes em que ocorreram gotejamentos, entupimentos, falhas no jateamento ou baixa resistência da peça verde. Entretanto, esta investida correria o risco de não encontrar aplicação para o líquido aglutinante obtido. Um exemplo disto foi visto neste estudo, em que o líquido que apresentou o melhor resultado para a composição AVS-Q, não funcionou para a AVS-A. De certa maneira poderia ser entendido que o problema não seria o líquido, e sim o pó, mas de qualquer forma, a interação entre um e outro não foi boa. O ponto é que, se o estudo focasse apenas no pó, poderia ocorrer também de não ser encontrado um líquido aglutinante adequado. Por outro lado, poderia ser formulado um líquido aglutinante adequado e uma formulação de pó com boa depositabilidade que possuíssem boa interação, mas que, ao ser levado ao forno, gerassem peças defeituosas. Por haver esta diversidade de cenários, e por ser um trabalho pioneiro, foi decidido algumas
vezes em não se aprofundar em certos temas, isto com o objetivo de se conhecer o potencial da pesquisa e definir o caminho a ser tomado.
Com base nos conhecimentos obtidos nesta pesquisa, uma recomendação para realização de trabalhos posteriores é trabalhar com menos variáveis, talvez fixando um líquido de jateamento simples, com base aquosa e dispondo do aditivo ligante diretamente no pó. Desta forma, haverá mais tempo para conhecer melhor todos os fenômenos envolvidos no processamento de um determinado material. Outra recomendação é investir em infraestrutura e buscar processos de preparo de misturas de pós que resultem em partículas, aglomerados ou agregados com características propícias ao espalhamento, como por exemplo o método de secagem por spray dryer.
5.3 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Para continuidade deste trabalho, algumas sugestões são dadas:
• Desenvolver um líquido aglutinante adequado ao processamento do pó AVS-A; • Realizar o condicionamento das formulações de pós por spray dryer, de forma a
obter agregados com formatos esféricos visando a melhora do espalhamento; • Testar diferentes percentuais de wollastonita e verificar sua influência nas
propriedades mecânicas dos corpos cerâmicos gerados; • Realizar a caracterização reológica das soluções de dextrina;
• Aplicar a solução de dextrina como ligante no processamento de diferentes materiais cerâmicos, tais como, alumina, zircônia, hidroxiapatita ou fosfato tricálcico;