Estudo de caso: Otimização processo de deposição de metais com energia direcionada (DED)

Abstract

Para combinar as vantagens da manufatura aditiva e subtrativa, foram desenvolvidas máquinas-ferramentas híbridas. No processo híbrido, a deposição de energia direcionada (DED) é a tecnologia de manufatura aditiva mais utilizada devido à sua adaptabilidade aos centros de usinagem CNC. No entanto, antes de um processo de usinagem, para garantir a integridade de uma peça impressa, vários parâmetros de processos devem ser definidos adequadamente. Não apenas existem vários parâmetros, mas também alguns desses parâmetros influenciam diferentes variáveis – por exemplo: o avanço do cabeçote influencia tanto na densidade de energia depositada quanto no volume de pó depositado. Além disso, outro fator que dificulta a obtenção de uma boa qualidade em uma peça é que alguns parâmetros relevantes para a manufatura aditiva não podem ser controlados devido às restrições do centro de usinagem CNC (ex: atmosfera). Neste trabalho, a potência do laser e a velocidade de avanço, na Romi DCM 620-5X Hybrid, foram sistematicamente variadas para imprimir amostras de 316L com o objetivo de construir uma matriz de qualidade, analisando a influência dos parâmetros em conjunto, e verificar a reprodutibilidade da máquina. As micrografias mostram uma microestrutura complexa, combinada entre dendritas equiaxiais e colunares que cresceram em diferentes direções. A microdureza indicou a presença de heterogeneidades ao longo da amostra. Se tratando das macrografias, a variação do avanço, para uma potência fixa, resultou na diminuição da altura final da peça, enquanto a variação da potência para um avanço fixo resultou em uma melhor diluição. Em aspectos dimensionais, foram identificadas variações significativas entre valores individuais de altura quando comparadas amostras de receitas distintas. Além disso, a porosidade também foi avaliada e indicou irregularidades entre amostras de uma mesma receita. A microdureza, porosidade e dimensões, por sua vez, questionam a reprodutibilidade da máquina, sendo necessário uma nova avaliação dessa questão.