Registro fonte: Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas

Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas

As Additive Manufacturing of metals developed, attention was drawn to its capabilities to build complex and tenacious components. In this matter, the Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) technology has been largely viewed as promising, due to its high precision and ability to produce high quality parts....

ver descrição completa

Autor principal:	Denardi, Bruna
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2022
Assuntos:	Manufatura Aditiva Produtividade industrial Custo industrial Estudos de viabilidade Processos de fabricação Additive manufacturing Industrial productivity Costs, Industrial Feasibility studies Manufacturing processes CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO Engenharia Mecânica
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27986
Tags:	Adicionar Tag Sem tags, seja o primeiro a adicionar uma tag!

id	riut-1-27986
recordtype	dspace
spelling	riut-1-279862022-04-13T06:07:39Z Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas Laser powder bed fusion parameter optimization of AISI 316l regarding productivity and mechanical properties Denardi, Bruna Volpato, Neri https://orcid.org/0000-0003-1523-3977 http://lattes.cnpq.br/8414652619232683 Ahrens, Carlos Henrique https://orcid.org/ 0000-0002-0676-9529 http://lattes.cnpq.br/7551898300957487 Volpato, Neri https://orcid.org/0000-0003-1523-3977 http://lattes.cnpq.br/8414652619232683 Borges, Paulo Cesar https://orcid.org/0000-0002-9622-6412 http://lattes.cnpq.br/2389356434049800 Manufatura Aditiva Produtividade industrial Custo industrial Estudos de viabilidade Processos de fabricação Additive manufacturing Industrial productivity Costs, Industrial Feasibility studies Manufacturing processes CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO Engenharia Mecânica As Additive Manufacturing of metals developed, attention was drawn to its capabilities to build complex and tenacious components. In this matter, the Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) technology has been largely viewed as promising, due to its high precision and ability to produce high quality parts. However, to fulfill its potential, LPBF has yet to enhance its productivity and lower its costs. Research has shown the positive impact of increasing layer thickness on productivity, although only a few works have optimized this parameter in a systematic approach, considering its interactions with other parameters and weighting productivity and mechanical properties simultaneously. In this path, this research did a series of experiments to identify a processing window for stainless steel AISI 316L and to develop a parameters’ set with improved productivity. The methodology used began with single tracks followed by cubes, which its relative density was used to create a regression model. The model indicated some optimized parameters, which were validated trough fabrication. One set of optimized parameters was then chosen for mechanical evaluation and compared to guide samples and standard requirements. The optimized set has shown a less refined microstructure than the guide samples, higher occurrence of defects and more fragile characteristics. Nevertheless, tensile results of optimized samples surpassed standard definitions in four out of five categories, as did the guide samples. For the analysis of machine cost per fabrication, the same build job was used to manufacture with the standard and the optimized set of parameters, and the results showed 56% cost reduction when utilizing the optimized parameters. This result is mainly attributed to the significantly processing time reduction of 59%, entailed by a higher productivity rate and a reduced coating time, that are directly affected by the 5x thicker layer of the optimized parameters set. Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Com o desenvolvimento e expansão da Manufatura Aditiva de materiais metálicos vê- se um crescente interesse em sua utilização para fabricar componentes de alta complexidade e exigência mecânica. Em particular, a tecnologia de Fusão em Leito de Pó a laser (L-PBF) se mostra bastante promissora nesse aspecto, devido à sua alta precisão e capacidade de entregar componentes de elevada qualidade. No entanto, para que essa tecnologia alcance todas as aplicações desejadas, ainda é necessário aprimorar seu desempenho produtivo e sua viabilidade econômica. Pesquisas evidenciaram o aumento do parâmetro espessura de camada como estratégia para melhoria de produtividade, muito embora poucos trabalhos tenham seguido abordagem sistemática, observando sua interação com os demais parâmetros e equilibrando a produtividade e as propriedades mecânicas. Atuando nesse sentido, esta pesquisa realizou experimentos com o material AISI 316L para delinear uma janela de processamento e definir conjuntos de parâmetros mais produtivos. Para tal, a metodologia iniciou com análise de linhas, e em seguida cubos, dos quais sua densidade relativa foi utilizada para criação de modelo matemático. O modelo indicou parâmetros otimizados, que seguiram para uma fabricação de validação. Um dos conjuntos de parâmetros otimizados foi selecionado para avaliação de propriedades mecânicas e comparado com amostras de referência e requisitos de norma. Análises em amostras fabricadas com esse conjunto otimizado revelaram microestrutura menos refinada que de amostras de referência, maior quantidade de defeitos e regiões frágeis. Apesar disso, apresentaram resultados de ensaio de tração que superaram requisitos de norma em quatro de cinco categorias, tal qual os resultados derivados do conjunto de referência. A análise de custo apresentou uma expressiva diferença, sendo a fabricação com o conjunto de parâmetros otimizado menos da metade do custo do conjunto de referência. A redução de custos se deu principalmente pela redução no tempo de fabricação, de aproximadamente 59%. Tal fato ocorreu em consequência de uma maior taxa de construção, decorrente da espessura de camada, que, para o caso do conjunto de parâmetros otimizado, foi 5 vezes maior que a do conjunto de referência. 2022-04-12T20:40:00Z 2022-04-12T20:40:00Z 2021-12-02 masterThesis DENARDI, Bruna. Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27986 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Curitiba Brasil Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais UTFPR
institution	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
collection	RIUT
language	Português
topic	Manufatura Aditiva Produtividade industrial Custo industrial Estudos de viabilidade Processos de fabricação Additive manufacturing Industrial productivity Costs, Industrial Feasibility studies Manufacturing processes CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO Engenharia Mecânica
spellingShingle	Manufatura Aditiva Produtividade industrial Custo industrial Estudos de viabilidade Processos de fabricação Additive manufacturing Industrial productivity Costs, Industrial Feasibility studies Manufacturing processes CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO Engenharia Mecânica Denardi, Bruna Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas
description	As Additive Manufacturing of metals developed, attention was drawn to its capabilities to build complex and tenacious components. In this matter, the Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) technology has been largely viewed as promising, due to its high precision and ability to produce high quality parts. However, to fulfill its potential, LPBF has yet to enhance its productivity and lower its costs. Research has shown the positive impact of increasing layer thickness on productivity, although only a few works have optimized this parameter in a systematic approach, considering its interactions with other parameters and weighting productivity and mechanical properties simultaneously. In this path, this research did a series of experiments to identify a processing window for stainless steel AISI 316L and to develop a parameters’ set with improved productivity. The methodology used began with single tracks followed by cubes, which its relative density was used to create a regression model. The model indicated some optimized parameters, which were validated trough fabrication. One set of optimized parameters was then chosen for mechanical evaluation and compared to guide samples and standard requirements. The optimized set has shown a less refined microstructure than the guide samples, higher occurrence of defects and more fragile characteristics. Nevertheless, tensile results of optimized samples surpassed standard definitions in four out of five categories, as did the guide samples. For the analysis of machine cost per fabrication, the same build job was used to manufacture with the standard and the optimized set of parameters, and the results showed 56% cost reduction when utilizing the optimized parameters. This result is mainly attributed to the significantly processing time reduction of 59%, entailed by a higher productivity rate and a reduced coating time, that are directly affected by the 5x thicker layer of the optimized parameters set.
format	Dissertação
author	Denardi, Bruna
author_sort	Denardi, Bruna
title	Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas
title_short	Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas
title_full	Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas
title_fullStr	Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas
title_full_unstemmed	Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas
title_sort	otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga aisi 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas
publisher	Universidade Tecnológica Federal do Paraná
publishDate	2022
citation	DENARDI, Bruna. Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021.
url	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/27986
_version_	1805320556812173312
score	10,814766

Otimização de parâmetros do processo de manufatura aditiva por fusão em leito de pó a laser da liga AISI 316l com foco em produtividade e propriedades mecânicas

Registros relacionados