Iniciação Científica e Tecnológica
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Relatório de Iniciação Tecnológica Estudo da tecnologia de Deposição por Energia Direcionada (DED) por meio da avaliação da reprodutibilidade e da influência da geometria da peça(2024) Sanchez, Bruno OlivaresA Deposição por Energia Direcionada (DED) vem sendo implementada em diversos mercados devido à flexibilidade de produção e liberdade de criação se utilizando de material metálico. Devido às suas particularidades, o uso do DED é mais utilizado para a fabricação de peças de maior porte. Contudo, visto a complexidade do processo e pelo fato de ser uma tecnologia relativamente recente, é inevitável que estudos sejam necessários para melhor compreensão e otimização do processo. Foram fabricadas amostras sob barras de 1 metro de comprimento se utilizando do método DED, sendo posteriormente cortadas em 20 segmentos menores para análise. Medidas de largura e altura do depositado foram obtidas a partir de imagens em lupa estereoscópica. Além disso, um ataque metalográfico com o reagente Marble foi realizado, seguido de um teste de micro dureza na escala Vickers em 5 pontos distintos em cada segmento, aplicando-se 0.5 kgf de carga. Com os dados em mãos, foram observadas nuances no âmbito macro e micro: no macro, maiores desvios de altura foram encontrados na 3ª barra, enquanto maiores médias e desvios de largura foram identificados na 2ª barra, sendo relacionados aos fenômenos de tempo de incidência de calor e aquecimento do cabeçote de deposição, respectivamente. Referente a dureza, houve muitos desvios de medição dentro de um mesmo segmento, além de uma diferença de medição entre os pontos iniciais e finais em comparação aos segmentos intermediários de uma mesma barra e valores gerais de barra completamente distintos entre amostras, consequências essas causadas pelo método de análise, variação de morfologia de grão dentro de um mesmo cordão, particularidades dos pontos iniciais e finais e às condições de criação de cada barra.Relatório de Iniciação Tecnológica Caracterização de materiais para otimização do processo de deposição de metais com energia direcionada (DED).(2023) Kyrillos, Luísa ManzigDentre as vantagens da manufatura aditiva e da manufatura subtrativa, as máquinas-ferramentas híbridas são utilizadas para agrupar ambas as modalidades em só lugar. A deposição de energia direcionada (DED), vem ganhando destaque devido à sua capacidade para produção de geometrias complexas, reparo de componentes danificados e a adaptabilidade em centros CNC. Essa, por sua vez, depende de diversos parâmetros, tais como: velocidade de varredura e potência do laser; que influenciam diretamente no produto e que impactam na sua finalidade. Entretanto, em resultados anteriores que buscavam a otimização da fabricação, as peças manufaturadas com mesma receita mostraram que a reprodutibilidade da máquina em questão pudesse estar comprometida. Dessa forma, amostras foram produzidas em lote com mesmos parâmetros e posteriormente analisadas no que diz respeito à sua microestrutura e dimensões finais. Por fim, dados levantados das amostras levam à confirmação que em receitas iguais há uma certa irregularidade de dimensões, quantidade de poros e durezas, apesar de uma das receitas (R3, com potência do laser de 300W e velocidade de varredura de 5 mm/s) se mostrar a mais constante dentre as receitas testadas. Sendo assim, hipóteses foram levantadas para explicar a falta de reprodutibilidade da máquina, como o acúmulo de calor no bico do laser.Relatório de Iniciação Científica Novo método de sinterização de materiais cerâmicos avançados utilizando baixas temperaturas(2020) Silva, Lucas Henrique LemesAs cerâmicas avançadas apresentam propriedades de grande interesse na atualidade, como: semicondutividade e dureza mais elevada que os demais materiais aplicados na engenharia. Essas propriedades são obtidas apenas se as matérias-primas apresentarem elevada pureza e o processo de fabricação das peças for muito bem controlado. Devido ao elevado ponto de fusão, as temperaturas aplicadas nos processos de fabricação das cerâmicas avançadas costumam ser maiores que 1000 °C. Dessa maneira, a fim de diminuir as temperaturas elevadas envolvidas no processo tradicional, neste estudo, o foco foi estudar o novo método de sinterização a baixa temperatura. Como material de estudo foi escolhido o ZnO, um importante material semicondutor, usado em aplicações como varistores, sensores de gás e componentes piezoelétricos. Para realizar o estudo, foi projetado e montado um sistema de prensagem a quente, composto por uma prensa hidráulica, uma matriz de prensagem, uma coleira de resistência elétrica e um sistema eletrônico para controlar a temperatura no interior da matriz. Peças foram obtidas através da sinterização a baixa temperatura utilizando o pó nanométrico de ZnO com adição de 10% de água deionizada. As peças obtidas, foram sinterizadas a 150 e 250 °C, com 3 toneladas de pressão por tempos de 15 a 120 min. Foi realizada a difração de raios-X para aferição de fases cristalinas e microscopia eletrônica de varredura para análise de morfologia e tamanho de grão, além da porosidade. A maior densidade relativa obtida foi de 65%. Apesar de não ser considerada uma densidade elevada, foi possível compreender melhor os fenômenos que ocorrem durante esse novo processo proposto. A morfologia dos grãos é bastante distinta entre as amostras sinterizadas a 150 e 250 °C, confirmando a solubilização do ZnO e indicando que a fase transiente não é eliminada na temperatura mais baixa.Relatório de Iniciação Tecnológica Reciclagem do resíduo da fabricação de peças injetadas(2021) Alexandre, Beatriz GalassiNo cenário atual, da pandemia do novo coronavírus, o Insper produziu Face Shields por meio do processo de injeção do PEAD. Esse processo de fabricação gera resíduos que poderiam formar novos produtos ao serem reprocessados. Contudo, sabe-se que ao reciclar um polímero, ele sofre alterações. Então, surgiu o interesse de estudar as mudanças que ocorrem com o polímero reprocessado sucessivamente e como as indústrias trabalham com esse material. Assim, indústrias foram entrevistadas e os resíduos da injeção reciclados, formando corpos de provas utilizados para ensaio de tração e espectroscopia no infravermelho. Foram realizados oito ciclos de reciclagem e foi possível notar uma diminuição do limite de escoamento a cada reprocessamento até o sexto. De modo complementar, foi possível observar mudanças no espectro no infravermelho das amostras obtidas dos primeiros ciclos em relação a amostra virgem. Os resultados levantaram a hipótese de que o PEAD se torna ramificado durante os primeiros ciclos de reciclagem. Contudo, a partir do sétimo ciclo, o aumento no limite de escoamento levantou a hipótese de que o polímero passa a formar uma estrutura em rede após alguns reprocessamentos. Além disso, as entrevistas com as indústrias mostraram que elas podem usufruir de estudos sobre a reciclagem de polímeros para terem um melhor aproveitamento do material em seus processos.