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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Manufatura aditiva por deposição a arco em leito de fluxo: prova de conceito
Alternate title (s): Flux bed wire + arc additive manufacturing: proof of concept
Author: Mendes, Newton Sérgio Nascimento
First Advisor: Reis, Ruham Pablo
First member of the Committee: Mazzaferro, José Antônio Esmério
Second member of the Committee: Vilarinho, Louriel Oliveira
Third member of the Committee: Silva, Leandro João da
Summary: O presente trabalho teve como objetivo provar o conceito de uma nova técnica de manufatura aditiva de peças metálicas grandes e com geometria simples, baseada no processo arco submerso, denominada de manufatura aditiva por deposição a arco em leito de fluxo (MADA-LF). De acordo com esse novo conceito, ao invés do fluxo ser fornecido através da tocha, uma camada de fluxo seria previamente espalhada sobre o substrato (leito de fluxo) e então a camada de metal seria depositada pelo processo a arco submerso (SA). A ideia é que o leito dê sustentação para que o fluxo permaneça sobre a camada durante a deposição de contornos ou estruturas delgadas. Para simular essa condição foi depositada uma pré-forma do tipo parede simples utilizando um protótipo de equipamento que permitiu a formação do leito de fluxo adequado e com espessura ajustável. A pré-forma produzida por MADA-LF foi caracterizada quanto à sua geometria, composição química, microestrutura e propriedades mecânicas. Aplicando o conceito de MADA-LF foi possível produzir uma pré-forma com 42 camadas livre de defeitos e com geometria, microestrutura e propriedades mecânicas adequadas. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que o conceito da técnica MADA-LF foi satisfatoriamente provado. A técnica MADA-LF mostrou potencial para fabricação de peças grandes e com geometrias simples de forma rápida e economicamente eficiente, uma vez que pode se alcançar altas taxas de deposição com o processo SA e os seus consumíveis tendem a ser relativamente mais baratos.
Abstract: The present work aimed to prove the concept of a novel technique of additive manufacturing of large metal parts and with simple geometry, based on the submerged arc process, called Flux Bed Wire + Arc Additive Manufacturing (FB-WAAM). According to this new concept, instead of the flux being supplied through the torch, a flux layer would be previously spread over the substrate (flux bed) and then the metal layer would be deposited by the submerged arc process (SA). The idea is that the bed supports the flux to remain over the layer during the deposition of contours or slender structures. To simulate this condition, a simple wall-type preform was deposited using an equipment prototype that allowed the formation of the adequate flux bed with adjustable thickness. The preform produced by FB-WAAM was characterized in terms of geometry, chemical composition, microstructure and mechanical properties. By using the FB-WAAM concept was possible to produce a preform with 42 layers free of defects and with appropriate geometry, microstructure and mechanical properties. Based on the results obtained, it can be concluded that the concept of the FB-WAAM technique was satisfactorily proved. The FB-WAAM technique showed potential for manufacturing large metal parts with simple geometries in a rapid and economically efficient way, since high deposition rates can be achieved with the SA process and its consumables tend to be relatively cheaper.
Keywords: Manufatura aditiva de metais
Deposição com energia direcionada
Arco submerso
Leito de fluxo
Alta taxa de deposição
Peças grandes com geometria simples
Additive manufacturing of metals
Directed energy deposition
Submerged arc
Flux bed
High deposition rate
Large parts with simple geometry
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Subject: Engenharia mecânica
Metais - Propriedades mecânicas
Arco de soldagem submersa
Eletrodeposição de ligas (Metalurgia)
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: MENDES, Newton Sérgio Nascimento. Manufatura aditiva por deposição a arco em leito de fluxo: prova de conceito. 2022. 70 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.35.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.35
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/34086
Date of defense: 31-Jan-2022
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