Avaliação da impressão 3Dmetálica na fabricação de cavidades em aço H13 para moldes protótipos de injeção plástica
| Ano de defesa: | 2024 |
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| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade de Passo Fundo
Instituto de Tecnologia – ITEC Brasil UPF Programa de Pós-Graduação em Projeto e Processos de Fabricação |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://repositorio.upf.br/handle/123456789/4063 |
Resumo: | This dissertation evaluates the feasibility of using metal 3D printing to manufacture prototype mold cavities for plastic injection molds using H13 steel and the ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing) manufacturing process. The main objective was to analyze the mechanical and structural properties of the printed H13 steel, the mold performance in injection tests, and the cost and time comparison in relation to conventional machining methods. Microhardness and tensile tests were performed, which indicated that the H13 steel manufactured by ADAM presents consistent properties and is suitable for industrial applications, with a chemical composition similar to the commercial version, in addition to high mechanical strength and semi-ductile behavior. The printed mold demonstrated practical feasibility in the plastic injection process, producing quality parts and maintaining good integrity throughout the injection cycles. The cost and time analysis showed that, although additive manufacturing has a higher initial cost, its faster execution for complex parts can justify the investment in prototyping contexts. This work contributes to the advancement of additive manufacturing in the industrial sector, suggesting that 3D printing with H13 steel offers a viable alternative for prototype injection molds, especially where there is a need for agility in development. Future studies may explore other metal alloys and improvements in post-processing to optimize the applicability of the technology. |
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Avaliação da impressão 3Dmetálica na fabricação de cavidades em aço H13 para moldes protótipos de injeção plásticaAço - ResistênciaAço - FadigaImpressão tridimensionalProcessos de fabricaçãoPROCESSOS DE FABRICACAO::MATRIZES E FERRAMENTASThis dissertation evaluates the feasibility of using metal 3D printing to manufacture prototype mold cavities for plastic injection molds using H13 steel and the ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing) manufacturing process. The main objective was to analyze the mechanical and structural properties of the printed H13 steel, the mold performance in injection tests, and the cost and time comparison in relation to conventional machining methods. Microhardness and tensile tests were performed, which indicated that the H13 steel manufactured by ADAM presents consistent properties and is suitable for industrial applications, with a chemical composition similar to the commercial version, in addition to high mechanical strength and semi-ductile behavior. The printed mold demonstrated practical feasibility in the plastic injection process, producing quality parts and maintaining good integrity throughout the injection cycles. The cost and time analysis showed that, although additive manufacturing has a higher initial cost, its faster execution for complex parts can justify the investment in prototyping contexts. This work contributes to the advancement of additive manufacturing in the industrial sector, suggesting that 3D printing with H13 steel offers a viable alternative for prototype injection molds, especially where there is a need for agility in development. Future studies may explore other metal alloys and improvements in post-processing to optimize the applicability of the technology.Esta dissertação avalia a viabilidade da utilização da impressão 3D metálica para a fabricação de cavidades de moldes protótipos de injeção plástica, utilizando aço H13 e o processo de manufatura ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing). O objetivo central foi analisar as propriedades mecânicas e estruturais do aço H13 impresso, o desempenho do molde em testes de injeção e o comparativo de custo e tempo em relação aos métodos convencionais de usinagem. Foram realizados ensaios de microdureza e tração, que indicaram que o aço H13 fabricado por ADAM apresenta propriedades consistentes e adequadas para aplicações industriais, com composição química similar à versão comercial, além de elevada resistência mecânica e comportamento semi-dúctil. O molde impresso demonstrou viabilidade prática no processo de injeção plástica, produzindo peças de qualidade e mantendo boa integridade ao longo dos ciclos de injeção. A análise de custo e tempo mostrou que, embora a manufatura aditiva possua um custo inicial mais elevado, sua execução mais rápida para peças complexas pode justificar o investimento em contextos de prototipagem. Este trabalho contribui para o avanço da manufatura aditiva no setor industrial, sugerindo que a impressão 3D com aço H13 oferece uma alternativa viável para moldes de injeção protótipos, especialmente onde há necessidade de agilidade no desenvolvimento. Estudos futuros poderão explorar outras ligas metálicas e melhorias no pós-processamento para otimizar a aplicabilidade da tecnologia.Universidade de Passo FundoInstituto de Tecnologia – ITECBrasilUPFPrograma de Pós-Graduação em Projeto e Processos de FabricaçãoIsrael, Charles Leonardohttp://lattes.cnpq.br/7302070158208102Vaccari, Gustavo André2025-05-07T18:08:22Z2024-09-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfapplication/pdfVACCARI, Gustavo André. Avaliação da impressão 3Dmetálica na fabricação de cavidades em aço H13 para moldes protótipos de injeção plástica. 2024. 66 f. Dissertação (Mestrado em Projeto e Processos de Fabricação) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo, RS, 2024.https://repositorio.upf.br/handle/123456789/4063porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UPFinstname:Universidade de Passo Fundo (UPF)instacron:UPF2025-10-23T12:20:19Zoai:repositorio.upf.br:123456789/4063Repositório InstitucionalPRIhttp://repositorio.upf.br/oai/requestjucelei@upf.br||biblio@upf.bropendoar:16102025-10-23T12:20:19Repositório Institucional da UPF - Universidade de Passo Fundo (UPF)false |
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