Compósitos magnéticos moles produzidos por manufatura aditiva

• Processo: 21/12056-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Piter Gargarella
• Beneficiário: Angelo Fernandes Andreoli
• 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): Impressão tridimensional Aço elétrico Fusão seletiva a laser Metais Ferro Silício Materiais magnéticos Resistividade elétrica Propriedades dos materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aço elétrico | Compósito magnético mole | Correntes Parasitas | Fusão seletiva a laser | Manufatura Aditiva | Materiais Magneticos Moles | Manufatura aditiva de metais

Resumo

O desenvolvimento de máquinas elétricas com melhor desempenho implica no aperfeiçoamento de materiais magnéticos moles com menores perdas por histerese e correntes parasitas. Os aços elétricos (Fe-Si) tem sido utilizados há tempos como material ferromagnético em núcleos de máquinas elétricas. Apesar de serem de baixo custo, os aços Fe-Si com teor de Si até 3,2% em peso apresentam baixa resistividade elétrica o que gera grandes perdas por correntes parasitas. Com aumento do teor de Si aumenta-se a resistividade elétrica e as propriedades magnéticas são melhoradas, mas em contra partida o material se torna frágil, o que por sua vez torna o processo de manufatura complexo. Para aumentar a resistência às correntes parasitas o núcleo é formado por lâminas finas de aço Fe-Si e com uma camada isolante entre as laminações sucessivas. Essa configuração geométrica é possível de ser reproduzida por manufatura aditiva, que cria componentes metálicos quase totalmente densos, camada por camada, diretamente dos dados de desenho auxiliado por computador. O presente projeto tem como objetivo a fabricação e estudo das características metalúrgicas, mecânicas e magnéticas de Compósitos Magnéticos Moles (CMMs) com camadas intercaladas de aço Fe-Si (Fe-6,9Si) e um material com elevada resistividade elétrica (intermetálicos, compósitos metal-cerâmica, ou sílica) fabricados por manufatura aditiva. Espera-se que os materiais estratificados apresentem uma baixa perda por corrente parasita devido às camadas do material magnético mole desenvolvido à base de aço Fe-Si e às camadas de um material com maior resistividade elétrica. O objetivo é explorar combinações produzindo compósitos com melhor desempenho magnético em termos de perdas por correntes parasitas e, portanto, menor consumo de energia em máquinas elétricas. Os pós metálicos, produzidos por atomização a gás, serão caracterizados e utilizados no processamento por fusão seletiva a laser. Após a confecção de diferentes compósitos magnéticos moles esses serão caracterizados por diversas técnicas. As propriedades magnéticas e mecânicas serão avaliadas em função da composição química, microestrutura e parâmetros do processo de manufatura aditiva. (AU)

Publicações científicas

(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)

MATHIAS, LAURA E. T.; ANDREOLI, ANGELO F.; GARGARELLA, PITER. Gas atomization of A2 tool steel: Effect of process parameters on powders' physical properties. Journal of Alloys and Compounds, v. 960, p. 9-pg., 2023-06-04. (17/27031-4, 21/12056-7)