Desenvolvimento de uma extrusora de filamento para impressão 3D de baixo custo

Abstract

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma extrusora de filamento para impressão 3D, projetada com foco na utilização de resíduos plásticos do tipo polietileno tereftalato (PET). A proposta busca unir sustentabilidade e inovação tecnológica, permitindo a transformação de garrafas PET e sobras de impressões em um novo insumo, reduzindo custos e impactos ambientais. Para isso, a extrusora foi projetada a partir de princípios da engenharia mecatrônica, envolvendo a integração de sistemas mecânicos, eletrônicos e de controle, garantindo precisão no processo de extrusão. A metodologia incluiu a análise das propriedades térmicas do PET, a seleção de componentes adequados (resistências, motor de passo, rosca extrusora e sistema de resfriamento) e o desenvolvimento de um sistema de controle automatizado para regular temperatura e velocidade. Espera-se que o protótipo produzido seja capaz de gerar filamentos de qualidade compatível com impressoras 3D comerciais, promovendo a reutilização de resíduos plásticos e a redução da dependência de filamentos industriais. Dessa forma, o trabalho contribui tanto para o avanço da manufatura aditiva sustentável quanto para a disseminação de soluções de baixo custo em ambientes acadêmicos e industriais.

This work presents the development of a filament extruder for 3D printing, designed to use polyethylene terephthalate (PET) plastic waste. The proposal seeks to combine sustainability and technological innovation by transforming PET bottles and printing leftovers into a new input, reducing costs and environmental impacts. For this purpose, the extruder was designed based on mechatronics engineering principles, involving the integration of mechanical, electronic, and control systems to ensure precision in the extrusion process. The methodology included the analysis of the thermal properties of PET, the selection of suitable components (heating elements, stepper motor, screw extruder, and cooling system), and the development of an automated control system to regulate temperature and speed. The prototype is expected to produce filaments with quality compatible with commercial 3D printers, promoting the reuse of plastic waste and reducing dependence on industrial filaments. Thus, the work contributes both to the advancement of sustainable additive manufacturing and to the dissemination of low-cost solutions in academic and industrial environments.