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Estudo, desenvolvimento e aplicação de processo híbrido: Manufatura Aditiva (Ma) + High Speed Machining/Grinding (HSM/G)

Processo: 16/11309-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de setembro de 2017 - 31 de agosto de 2022
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
Pesquisador responsável:Reginaldo Teixeira Coelho
Beneficiário:Reginaldo Teixeira Coelho
Instituição-sede: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Pesquisadores principais:
( Atuais )
Claudemiro Bolfarini ; Jorge Vicente Lopes da Silva ; Mário Boccalini Júnior ; Milton Sergio Fernandes de Lima
Pesquisadores principais:
( Anteriores )
João Fernando Gomes de Oliveira ; Nelson Guedes de Alcântara
Pesq. associados:Alex Camilli Bottene ; Andre Luiz Nunis da Silva ; Claudemiro Bolfarini ; Daniel Leal Bayerlein ; Éder Sócrates Najar Lopes ; Eraldo Jannone da Silva ; Joao Batista Ferreira Neto ; João Ricardo Filipini da Silveira ; Jose Donato Ambrósio ; Kandice Suane Barros Ribeiro ; Marcelo Bertolete Carneiro ; Moysés Leite de Lima ; Pablo Aronne Funchal de Barros ; Paulo Inforçatti Neto ; Pedro Yoshito Noritomi ; Piter Gargarella ; Raphael Galdino dos Santos ; Sheila Medeiros de Carvalho
Auxílios(s) vinculado(s):19/08926-6 - Processamento pós-avançado para o melhoramento da qualidade dos componentes de engenharia impressos em 3D, AP.R SPRINT
17/24122-9 - EMU concedido no processo 16/11309-0: equipamento para DED - direct energy deposition, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):21/10167-6 - Previsão do volume depositado por directed energy deposition a partir dos parâmetros do processo, BP.IC
20/07692-9 - Fabricação e caracterização de compósitos de matriz metálica vítrea a base de Fe produzidos por manufatura aditiva, BP.DR
20/05049-1 - Design e avaliação das propriedades mecânicas de aços de baixa densidade de alto módulo - com formação de TiB2 in situ - processados por manufatura aditiva e metalurgia do pó, BP.DR
+ mais bolsas vinculadas 20/08432-0 - Desenvolvimento experimental do reparo de turbinas a gás por meio de deposição direta de energia com uso de lasers, BP.DD
20/03119-2 - Estudo e desenvolvimento de estratégias para processo híbrido, BP.IC
20/03110-5 - Caracterização de WC-Co depositados por meio de manufatura aditiva (ma) utilizando o método Direct Energy Deposition (DED), BP.IC
19/26362-2 - Estudo de revestimentos de carboneto de tungstênio (WC) produzidos por DED Direct Energy Deposition em aços AISI H13 e 4140, BP.PD
19/25229-7 - Fabricação de estruturas de satélites de pequeno porte com uso de lasers, BP.PD
20/00035-2 - Avaliação de operações de pós-processamento de peças fabricadas usando manufatura híbrida (Mfh) quanto a rugosidade, BP.IC
19/13715-4 - Estudos das variáveis de processo na atomização a gás inerte na produção de pós metálicos para DED - Direct Energy Deposition e PBD - Powder Bed Deposition, BP.PD
19/10758-4 - Estudo e desenvolvimento do pós-processamento de peças metálicas obtidas por manufatura aditiva: aplicação do fresamento e retificação em elevadas velocidades de corte e do processo de acabamento magnético-abrasivo, BP.DR
19/01829-5 - Manufatura aditiva por fusão seletiva à laser de aço inoxidável 316L com adições de boro: avaliação das propriedades de corrosão e desgaste, BP.DR
19/02772-7 - Estudo, desenvolvimento e aplicação de processo híbrido: Manufatura Aditiva (MA) + High Speed Machining/Grinding (HSM/G), BP.PD
19/00343-1 - Controle do processo de directed energy deposition para fabricação de componentes de Geometria complexa por Manufatura Aditiva (MA), BP.DR
18/23884-5 - Avaliação do processo de manufatura aditiva no comportamento microestrutural e mecânico em reparos para moldes de injeção, BP.DR
18/16898-0 - Fusão seletiva a laser de aço inoxidável 316L, BP.IC
18/17981-8 - Manufatura aditiva de aço ferramenta H13, BP.IC
18/15659-1 - Fusão seletiva a laser de aço ferramenta H13, BP.DD
18/09999-4 - Apoio técnico no laboratório de preparação metalográfica e de ensaios mecânicos, BP.TT
18/06691-9 - Caracterização de pó comercial de aço 316L, BP.IC
18/05845-2 - Caracterização de pó comercial de aço H13, BP.IC - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Manufatura  Usinagem  Fresagem  Forjamento  Fundição (processos de fabricação) 

Resumo

Dentre os novos e enormes desafios atuais para a manufatura está a produção econômica e sustentável. A Manufatura Aditiva (MA), capaz de produzir com flexibilidade, total automação e sustentabilidade, surge com uma forte tendência à substituição, ao menos parcial, de processos tradicionais de fundição, forjamento e usinagem. Esta tecnologia foi abordada em workshop no IPT em 2015 com a presença de diretores, pesquisadores e representantes da indústria e de agências de fomento (FAPESP). Dada à relevância do tema foi sugerida a reunião das instituições envolvidas com MA no estado de São Paulo para o alinhamento de esforços no desenvolvimento dessa recente e inovadora tecnologia de Manufatura. Reunida a equipe e montada a presente proposta, em diversas reuniões, constatou-se que os desenvolvimentos futuros desta tecnologia estão, contudo, balizados por vários desafios tecnológicos, alguns destes tratados neste projeto. O acabamento superficial das peças obtidas por MA é um deles, uma vez que pode não atender algumas aplicações de alto desempenho, requerendo o uso de processos subtrativos, como a Usinagem de Alta Velocidade/Retificação (High Speed Machining/Grinding - HSM/G), caracterizando uma nova classe denominada de Processos Híbridos (PrH). Outros desafios que aparecem são o controle sobre a qualidade metalúrgica das peças produzidas e do sobremetal necessário para usinagem por HSM/G. Para isso necessita-se controlar a qualidade do pó e os parâmetros de processo; ambos objetos de estudo neste projeto. Em termos de MA, dois processos serão tratados de forma particular neste estudo: Powder Bed Deposition-PBD e Direct Energy Deposition-DED. O primeiro trata de fundir camadas sequenciais do leito metálico com uso de laser e o segundo envolve o uso concomitante do laser e do pó injetado sobre a superfície da peça. Finalmente, o projeto pretende organizar as pesquisas para a execução de dois produtos particularmente importantes para o setor produtivo: ferramentas para moldagem por injeção de termoplásticos e palhetas de turbina para geração de energia, ambos obtidos pelo uso do PrH. Além de promover o avanço científico e a formação de recursos nesta importante e inovadora área da engenharia de fabricação, o projeto pretende avançar sobre a fabricação de partes reais, as quais possuem forte caráter inovador. Workshops anuais, envolvendo a equipe do Project e o setor produtivo, estão entre as metas previstas, assim como pedidos de patentes de possíveis novos processos, procedimentos e produtos. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio::
El avance de la impresión 3D 
El avance de la impresión 3D 
Matéria(s) publicada(s) no Pesquisa para Inovação FAPESP sobre o auxílio:
Nova técnica de manufatura é usada para criar réplica da Taça Jules Rimet 
Nova tecnologia permitirá fabricar peças de metal por impressão 3D 
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Publicações científicas (19)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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GOMES, MILLA CAROLINE; DOS SANTOS, ALINE GONCALVES; DE OLIVEIRA, DEBORAH; FIGUEIREDO, GABRIEL VIANA; BARROS RIBEIRO, KANDICE SUANE; BARRAGAN DE LOS RIOS, GERMAN ALBERTO; DA SILVA, MARCIO BACCI; COELHO, REGINALDO TEIXEIRA; HUNG, WAYNE N. P. Micro-machining of additively manufactured metals: a review. INTERNATIONAL JOURNAL OF ADVANCED MANUFACTURING TECHNOLOGY, SEP 2021. Citações Web of Science: 0.
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