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Fusão seletiva a laser de aço ferramenta H13

Processo: 18/15659-1
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Vigência (Início): 01 de setembro de 2018
Vigência (Término): 31 de agosto de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Nelson Guedes de Alcântara
Beneficiário:Adriel Pugliesi de Oliveira
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:16/11309-0 - Estudo, desenvolvimento e aplicação de processo híbrido: Manufatura Aditiva (Ma) + High Speed Machining/Grinding (HSM/G), AP.TEM
Assunto(s):Manufatura   Aço ferramenta   Fusão seletiva a laser   Solidificação   Microscopia

Resumo

Aços ferramenta são amplamente utilizados na indústria. Em especial, o aço H13 é utilizado em matrizes de forjamento e estampagem, buchas, punções e mandris para trabalho a quente, além de moldes para injeção de polímeros. Contudo, estas peças geralmente são produzidas por processos subtrativos, como a usinagem, ou por processos que necessitam posteriormente de acabamento superficial. 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 e usinagem. Os processos de MA consistem na fabricação de peças camada por camada utilizando pó metálico como matéria-prima. A qualidade da peça final obtida depende fortemente dos parâmetros utilizados no processo, como potência do laser, velocidade de varredura, temperatura do substrato, características do pó, percentual de sobreposição de pistas e estratégica de varredura. Dessa forma, a primeira etapa no processamento por MA sempre consiste na otimização dos parâmetros de processo com o intuito de obter peças com alta densidade relativa e livres de defeitos estruturais como porosidade e trincas. Cada equipamento de MA e matéria prima utilizada possuem parâmetros ótimos de processo específicos. Este projeto de doutorado visa fabricar peças de aço ferramenta H13 por MA através do processo de Deposição por Camada de Pó (Powder Bed Deposition, PBD). A formação de fases e microestrutura, estabilidade térmica e propriedades mecânicas das peças produzidas serão investigadas. Amostras de aço H13 serão obtidas pelo processo PBD utilizando diferentes parâmetros. A densidade dessas amostras será medida através do método de Archimedes. O conjunto de parâmetros que promover peças com maior densidade e menor quantidade de defeitos será utilizado para preparar amostras maiores para serem caracterizadas por calorimetria diferencial de varredura, difração de raios X, microscopia ótica, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET), ensaios mecânicos de tração, microdureza, fadiga e desgaste. Os resultados obtidos para as diferentes amostras serão comparados com o intuito de compreender a influência dos parâmetros utilizados nas propriedades das peças obtidas. (AU)