Previsão da tensão residual na manufatura por fusão em leito de pó a laser

• Processo: 23/09737-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 17 de março de 2024
• Data de Término da vigência: 16 de setembro de 2024
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
• Pesquisador responsável: Erik Gustavo Del Conte
• Beneficiário: Amanda Rossi de Oliveira
• Supervisor: Sylvain Lavernhe
• Instituição Sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Université Paris-Saclay, França
• Vinculado à bolsa: 21/09890-5 - Modelagem do comportamento da rugosidade e tensão residual superficial do aço maraging manufaturado por fusão em leito de pó e pós-processado com fresamento, BP.DR
• Assunto(s): Impressão tridimensional Fusão a laser em leito de pó Método dos elementos finitos Simulação térmica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Finit element analysis | Modeling | Powder Bed Fusion | Residual Stress | Thermal simulation | Manufatura aditiva

Resumo

A tecnologia de fusão em leito de pó a laser (L-PBF) enfrenta esforços expressivos para aprimorar a previsibilidade do processo em relação a propriedades-chave finais, como a tensão residual. A presença de múltiplos fatores de influência torna isso ainda mais desafiador, mas também fornece a oportunidade de melhorar as propriedades de interesse. É esperado que os efeitos dos gradientes de temperatura expressivamente altos observados na L-PBF influenciem fortemente as tensões residuais por conta dos ciclos térmicos vivenciados. A modelagem desta correlação pode demandar exaustiva capacidade computacional dependendo da abordagem e, assim, é essencial investigar estratégias mais simples que sejam suficientes para representar as influencias térmicas reais do processo sobre tensões residuais validadas experimentalmente. Nesse sentido, o estudo proposto objetiva incluir diferenças de dissipação térmica entre o pó metálico e o material solidificado em uma simulação térmica flash-based para prever as distribuições de tensão residual na Fusão em Leito de pó a laser. A análise de elementos finitos (FEA) será desenvolvida para validação, assim como medições experimentais de métricas das poças de fusão. Por fim, a tensão residual será sistematicamente medida para correlação com os gradientes de temperatura simulados para previsão da distribuição desta propriedade em uma camada. Como resultado, espera-se a contribuição no entendimento do mecanismo de geração da distribuição de tensão residual devido ao acoplamento de experimentos e simulações. (AU)