Fusão seletiva a laser de aço inoxidável AISI 316L - otimização de parâmetros de processo
Data
2024-08-28
Autores
Silva, Marian Ferreira Baptista da 
Orientadores
Capella, Aline Gonçalves
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
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Resumo
O emprego de técnicas de manufatura aditiva, envolvendo processamento de metais e ligas metálicas, tem sido considerado para produção de peças ou protótipos para aplicações biomédicas, considerando ligas de titânio, níquel-titânio, base de cobalto e aço inoxidável. A técnica de fusão seletiva a laser (SLM) pode ser empregada para a fabricação de peças estruturais via manufatura aditiva, e está relacionada a um processamento onde a irradiação do feixe funde camada a camada de pó pré-depositado, seguido de solidificação, gerando uma peça de dimensões e propriedades controladas. O presente trabalho empregou a técnica SLM considerando a variação de parâmetros para fabricação de peças de aço inoxidável AISI 316L na busca por condições controladas de processo. Para isto, peças com dimensões reduzidas foram fabricadas utilizando um laser de Yb:fibra, acoplado a um dispositivo de deposição de pó, considerando a variação da velocidade de varredura do feixe e potência do laser. Amostras foram caracterizadas considerando técnicas de: microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV) com energia dispersiva de raios-X (EDS), difratometria de raios-X (DRX), e mecanicamente, considerando ensaios de microdureza Vickers. Resultados indicaram que a densidade de energia do laser não deve nortear de forma isolada a otimização dos parâmetros, sendo a intensidade do feixe e o tempo de interação com o material, parâmetros que podem nortear e explicar a interdependência na escolha dos valores de potência do laser e velocidade de varredura do feixe para obtenção de peças de qualidade microestrutural e mecânica. Neste sentido, observou-se a melhor condição de processo para fabricação das peças de AISI 316L, considerando o sistema de processamento empregado, foi aquela com potência de 250 W e velocidade de varredura de 250 mm/s, que resultam em uma intensidade da ordem de 39 W/mm^22 e tempo de interação de 0,4 ms. Nesta condição foi evidenciado a manutenção das fases cristalinas do aço inoxidável austenítico, com algum aumento de dureza se comparado aos valores obtidos em processos mais convencionais, e que pode ser associado à presença de tensões uniformes identificadas após seus processamento via SLM. Concluiu-se que o desenvolvimento do trabalho permitiu contribuir com o entendimento da influência dos parâmetros do processo nas propriedades da peça fabricada via SLM.