Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27393
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.creatorSilva, Leandro João da-
dc.date.accessioned2019-11-21T16:16:30Z-
dc.date.available2019-11-21T16:16:30Z-
dc.date.issued2019-10-25-
dc.identifier.citationSILVA, Leandro João da. Resfriamento ativo por quase-imersão para manufatura aditiva por deposição a arco: do conceito à aplicação. 2019. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2422pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27393-
dc.description.abstractSob a questão fundamental de como mitigar o acúmulo de calor na Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA) de alumínio, levantou se a hipótese de que se a pré-forma for depositada quase imersa em água então o acúmulo de calor seria uniformemente mitigado, desde que a evaporação da água não desestabilizasse o processo e tampouco aumentasse o nível de porosidade. Portanto, o objetivo geral desta tese foi responder à questão fundamental por meio da comprovação da hipótese levantada. Para alcançar esse objetivo, a estratégia foi trabalhar com base nos níveis de maturidade tecnológica - TRLs (ISO 16290), começando pelo conceito do que foi chamado de Resfriamento Ativo por Quase-Imersão (RAQUI) (TRL 1-2), seguido pela prova de conceito do RAQUI (TRL 2-3), passando para o desenvolvimento de um protótipo funcional e para a elaboração de um procedimento de seleção de parâmetros de deposição (TRL 3-4), e atingindo o estágio de avaliação do NIAC em um ambiente relevante através da deposição de pré-formas de Scalmalloy® (TRL 4-5). A aplicação do RAQUI resultou em um resfriamento significativo das pré-formas em tempo real. A temperatura de interpasse é mantida baixa e imutável independentemente da altura da pré-forma. Não houve aumento significativo de porosidade devido ao emprego de resfriamento com água. O procedimento de seleção de parâmetros proposto e validado permitiu uma adequação baseada na qualidade da superfície. Pré-formas adequadas de Scalmalloy® foram produzidas por MADA e com melhor produtividade com o RAQUI. Os perfis de durezas planos revelados ao longo da altura de construção indicaram que não ocorreu superenvelhecimento da pré-formas durante a deposição de tal liga. Além disso, os níveis de dureza aumentaram significativamente após tratamento térmico. Concluiu-se que a técnica NIAC é capaz de mitigar o acúmulo de calor em MADA de alumínio e, assim, lidar com os inconvenientes relacionados.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/us/*
dc.subjectDirected Energy Depositionpt_BR
dc.subjectWAAMpt_BR
dc.subjectCold Metal Transferpt_BR
dc.subjectThermal Managementpt_BR
dc.subjectHeat Accumulationpt_BR
dc.subjectActive Coolingpt_BR
dc.subjectAluminumpt_BR
dc.subjectScalmalloypt_BR
dc.titleNear-immersion active cooling for wire + arc additive manufacturing: from concept to applicationpt_BR
dc.title.alternativeResfriamento ativo por quase-imersão para manufatura aditiva por deposição a arco: do conceito à aplicaçãopt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Reis, Ruham Pablo-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6871774879330255pt_BR
dc.contributor.advisor1Scotti, Américo-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5719116057125057pt_BR
dc.contributor.referee1Trabasso, Luís Gonzaga-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6932390830998311pt_BR
dc.contributor.referee2Coelho, Reginaldo Teixeira-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9018028705455552pt_BR
dc.contributor.referee3Sales, Wisley Falco-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6214233322537821pt_BR
dc.contributor.referee4Vilarinho, Louriel Oliveira-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/8553716610264673pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4174402445909955pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoUnder the fundamental question on how to mitigate heat accumulation in Wire + Arc Additive Manufacturing (WAAM) of aluminum, without compromising the part performance and the production time, it was raised an hypothesis that if the preform is deposited near-immersed in water then heat accumulation would be uniformly mitigated, provided that the water evaporation neither destabilize the process nor increase porosity. Therefore, the core objective of this thesis was to answer the fundamental question by proofing the raised hypothesis. To reach this objective, the strategy was to work based on the Technology Readiness Levels – TRLs (ISO 16290), starting with the establishment of what was called Near-immersion Active Cooling (NIAC) concept (TRL 1-2), followed by the NIAC proof of concept (TRL 2-3), moving on to the development of a functional prototype for the NIAC application and for the elaboration of a parameter selection procedure for WAAM with the NIAC (TRL 3-4), and finally reaching the stage of assessment of the NIAC in a relevant environment through deposition of Scalmalloy® preforms (TRL 4-5). The experimental approach was based on single-pass multi-layer walls deposited with the CMT process. The results showed that the NIAC technique allowed significant real-time cooling of the preforms. The interpass temperature is kept low and unchanged independently of the preform height. There was no measurable increase in porosity due to use of water cooling. The parameter selection procedure proposed and validated allowed an adequacy based on surface quality. Suitable Scalmalloy® preforms were produced by WAAM and with better productivity with the NIAC. The flat hardness profiles revealed along the building height indicated that material overaging did not take place on WAAM of such alloy. Moreover, the hardness levels increased significantly on heat-treated samples, indicating that Sc was retained in a supersaturated solid solution during deposition. It was concluded that the NIAC technique is able to mitigate heat accumulation in WAAM of aluminum and, thus, to potentially cope with the related drawbacks.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Engenharia Mecânicapt_BR
dc.sizeorduration116pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOpt_BR
dc.identifier.doihttp://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2422pt_BR
dc.crossref.doibatchid6824a274-0edb-4687-b728-a8fea546d5d6-
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Near-immersionActiveCooling.pdf26.04 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons