Avaliação geométrica, térmica e de porosidade de pré-formas em manufatura aditiva por deposição a arco com resfriamento ativo por quase-imersão

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Felice, Igor Oliveira
• Orientador(a): Reis, Ruham Pablo
• Banca de defesa: Arencibia, Rosenda Valdes, Alfaro, Sadek Crisostomo Absi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Uberlândia
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: WAAM; CMT; Gerenciamento térmico; Resfriamento ativo; Análise por imagem; Geometria; Nível de porosidade; Avaliação térmica; Thermal management; Active cooling; Image analysis; Geometric quality; Porosity level; Thermal evaluation; Engenharia mecânica
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29129; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2020.3612

Na manufatura aditiva por fusão-deposição a arco (WAAM), a construção de préformas mais próximas da geometria final, ou seja, com uma menor razão “buy-to-sell”, reflete em menor pós-processamento e maior produtividade. Esse fator se torna ainda mais importante para materiais de alto custo, de difícil usinabilidade e em situações onde o acúmulo de calor se torna um limitante (típico de processos com energia direcionada). Dessa forma, a avaliação da influência de determinados parâmetros na qualidade final da estrutura é essencial. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo verificar como a velocidade de deposição, velocidade de alimentação e LEWD (distância entre a aresta da camada em deposição e a lâmina d’água) influenciam na geometria, nível de porosidade e ciclos térmicos do processo WAAM utilizando técnica CMT e aplicando gerenciamento térmico por RAQI (Resfriamento Ativo por Quase-Imersão). Softwares desenvolvidos para verificação da geometria com base em análise de imagens foram utilizados, sendo um via análise de seção transversal e outro não invasivo com reconstrução virtual da superfície, junto com medições com paquímetro. A técnica de gravimetria foi aplicada para estimar o volume de vazios. A temperatura foi monitorada em uma distância de 30 mm à frente do arco elétrico. Foi observado que menores velocidades de alimentação, maiores velocidades de deposição e menores LEWDs (com um limite de aproximadamente 8 mm) reduzem o calor imposto. Estas condições promoveram uma redução da ondulação superficial, maior altura e menor largura das pré-formas. No nível de porosidade, maior volume de vazios foram observados quando a lâmina de água de resfriamento estava mais próxima da poça fundida. Dessa forma, foi possível concluir a importância de uma escolha cuidadosa dos parâmetros de deposição na busca de mitigar o calor imposto no processo e consequentemente seus efeitos negativos sobre a geometria e porosidade.