Estudo da tecnologia de Deposição por Energia Direcionada (DED) por meio da avaliação da reprodutibilidade e da influência da geometria da peça

Abstract

A 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.

Abstract Directed Energy Deposition (DED) has been implemented in several markets due to its production flexibility and creative freedom when using metallic materials. Due to its particularities, DED is most used to manufacture larger parts. However, given the complexity of the process and the fact that it is a relatively recent technology, it is inevitable that studies are necessary to better understand and optimize the process. Samples were manufactured under 1-meter-long bars using the DED method, which were then segmented into 20 smaller samples for analysis. Width and height measurements of the deposit were obtained from images using a stereomicroscope. In addition, a metallographic etching with Marble reagent was performed, followed by a micro-Vickers test at 5 different points on each segment, applying a load of 0.5 kgf. With the obtained data, analyses were carried out from a macro and micro perspectives: at the macro perspective, greater height deviations were found in the 3rd sample, while in the 2nd sample, greater averages and width deviations were identified, being related to the phenomena of heat incidence time and deposition nozzle heating, respectively. Regarding hardness, there were many measurement deviations within the same segment, in addition to a difference in measurement between the initial and final points compared to the intermediate segments of the same bar and completely different overall bar values between samples, consequences caused by the analysis method, variation of the grain morphology within the same bead, particularities of the initial and final points, and the creation conditions of each sample-bar.