Avaliação de Materiais Alternativos para a Substituição de Peças Críticas: Estudo de Caso e Simulações de Elementos Finitos

Resumo

A escolha de materiais adequados e o uso de Análise por Elementos Finitos (FEA – Finite Element Analysis) serão fundamentais para garantir desempenho e durabilidade de componentes mecânicos. Este trabalho utilizou essa abordagem para investigar o desgaste prematuro de uma peça crítica no setor de embalagem de uma indústria metalúrgica, cuja falha recorrente provocava paradas no processo produtivo e elevava os custos de manutenção. Sem reposição disponível, tentou-se imprimir a peça em 3D com PLA (Ácido Polilático), mas o material falhou diante das exigências operacionais. Diante disso, o estudo propôs a análise comparativa entre PLA, Nylon e ABS (Acrilonitrila Butadieno Estireno), três termoplásticos amplamente usados na manufatura aditiva. Através de simulações via FEA, foi avaliado o desempenho estrutural de cada material em condições reais de trabalho. O objetivo geral foi indicar a alternativa mais viável para futuras manutenções, considerando resistência mecânica e custo-benefício e os objetivos específicos foram: analisar uma variedade de materiais aplicáveis à construção da garra; realizar simulações computacionais por meio da Análise por Elementos Finitos (FEA) e por fim por fim, a elaboração de um comparativo técnico e econômico entre os materiais testados.  Para tanto, a metodologia utilizada neste trabalho de graduação foi a pesquisa bibliográfica em livros, sites e artigos sobre o tema e um estudo de caso.