O estudante Jhonattan Gutjahr, orientado pelo Prof. Milton Pereira, Dr.Eng. e coorientado pelo Prof. Dr.-Ing. Walter Lindolfo Weingaertner, defenderá seu exame de qualificação na próxima quinta-feira (21/11) às 09h na sala de reuniões 1 do EMC. A defesa é vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. A sala tem capacidade para cerca de 16 pessoas.
Banca:
Prof. Rolf Bertrand Schroeter, Dr.Eng. (Presidente)
Prof. Luís Gonzaga Trabasso, Ph.D. (ITA)
Prof. Dr.-Ing. Márcio Celso Fredel
Título: “Análise do Reúso da Matéria-Prima e Sua Influência no Processo Laser Metal Deposition Aplicado à Manufatura Aditiva de Peças Metálicas”
Resumo:
As tecnologias de manufatura aditiva estão revolucionando o campo da manufatura em todo o mundo, levando grandes setores da indústria à sua adoção para a resolução de problemas de projeto e processos que não podem ser plenamente supridos pelas técnicas convencionais de manufatura. Consequentemente, isto têm motivado a comunidade científica no desenvolvimento de pesquisas visando o aprimoramento das técnicas de forma a torná-las cada vez mais viáveis para aplicações industriais e de alta responsabilidade. A manufatura aditiva possui uma série de vantagens intrínsecas ao processo de fabricação camada-a-camada, como: fabricação de peças monolíticas, redução de material usinado para acabamento (near net-shape), customização de produtos,diminuição dos custos relacionados aos ferramentais, complexidades geométricas, dentre outras. O processo LMD – Laser Metal Deposition (deposição de metais a laser) é um processo de DED – Directed Energy Deposition (Deposição por Energia Direcionada), de acordo com a ISO/ASTM 52900:2015. Neste processo, um feixe laser funde, localizadamente, um material de adição (arame, fita ou pó metálico), de forma que a sobreposição de cordões e consecutiva sobreposição de camadas torna possível a construção de peças tridimensionais de alta qualidade. O processo LMD utilizando pós metálicos é a técnica mais empregada atualmente. Nesta configuração, as características intrínsecas dos pós metálicos são fatores determinantes na qualidade e estabilidade do processo. Em condições normais, o LMD possui uma baixa eficiência de captura de matéria-prima durante o processamento, de forma que o material não fundido é desperdiçado, aumentando significativamente os custos da fabricação. Uma das soluções para esta problemática diz respeito à reutilização dos pós não capturados durante o processo. No entanto, a matéria não fundida sofre um efeito de degradação,proveniente da oxidação, aquecimento pelo feixe laser, fusão parcial e aglomeração. Este efeito modifica as características da matéria-prima como composição química, morfologia, distribuição de tamanho de partícula, esferoidicidade, escoabilidade, compactação, as quais, consequentemente, alteram o resultado do processo de manufatura. A degradação pode afetar o comportamento da peça fabricada, sobretudo em termos de propriedades mecânicas, tanto em condições estáticas como dinâmicas. Assim, este trabalho tem como objetivo compreender os efeitos dos ciclos de reúso na degradação da matéria-prima metálica e avaliar a influência deste efeito no comportamento mecânico (tração, compressão, dureza e fadiga), microestrutura e formação de defeitos na peça fabricada. Para isto, será elaborado um modelo padrão de fabricação contendo diversos corpos de prova para posterior condução de ensaios mecânicos, avaliação de composição química e condição microestrutural. Este padrão será, primeiramente, fabricado na condição de matéria-prima virgem (sem reutilização) e, posteriormente, será repetido em 12 diferentes ciclos, considerando o reúso da matéria-prima do processo anterior (n-1). Em cada ciclo, o pó metálico será submetido às caracterizações necessárias para a identificação e rastreamento da degradação e sua progressão. Os corpos de prova fabricados serão submetidos a ensaios de tração, compressão, dureza e fadiga. Ao final, pretende-se estabelecer uma correlação entre a condição da matéria-prima e o comportamento das peças fabricadas em diferentes condições de reutilização do pó. Com isto, será possível definir os parâmetros de qualidade e o estabelecimento do nível máximo de reúso para a condição de processo utilizada (substrato-pó-máquina-parâmetro de processo). A fabricação de componentes de grandes dimensões por LMD será beneficiada do ponto de vista econômico, tornando viável o processo de M.A para alguns setores da indústria e trazendo subsídio técnico e científico para a condição de reúso das matérias-primas processadas por LMD e as respectivas consequências técnicas desta prática. Além dos aspectos industriais, o trabalho contribui para a geração de conteúdo na fronteira do conhecimento no que tange à deposição de metais a laser, uma vez que há elementos relevantes e de caráter inédito e que justificam a tese de Doutorado.
Palavras-chave: Manufatura Aditiva; Deposição de Metais a Laser (LMD); pó metálico; reúso da matéria-prima; Comportamento mecânico da manufatura aditiva;