Estudo da aplicabilidade de gas tungsten arc welding como fonte de energia para os processos directed energy deposition e powder bed fusion de manufatura aditiva (2024)
- Authors:
- Autor USP: MOREIRA, ALCINDO FERNANDO - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/T.18.2024.tde-03072024-154541
- Subjects: TUNGSTÊNIO; SOLDAGEM A ARCO; USINAGEM; SINTERIZAÇÃO
- Keywords: Manufatura híbrida.
- Language: Português
- Abstract: Processos de Manufatura Aditiva (MA) estão ganhando visibilidade por produzir peças complexas mais rapidamente e com menor descarte de material. Contudo, o elevado custo dos equipamentos, a limitação dimensional e a baixa eficiência energética de alguns processos são aspectos a serem melhorados. O presente trabalho avaliou a combinação do arco elétrico Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) com processos Powder Bed Fusion (PBF) e Directed Energy Deposition (DED). A escolha de pó metálico como metal de adição foi decorrente da possibilidade de se gerar depósitos de diferentes ligas metálicas com proporções variadas. Neste estudo, pó metálico de aço AISI H-13 foi depositado sobre um substrato a base de aço AISI 1020. Foram gerados depósitos em passes simples, empilhados, lado a lado e multicamadas. Dimensões, geometria, acabamento, repetibilidade, microestrutura e dureza foram analisados. Os resultados obtidos indicaram que, para produção de peças metálicas por MA, o uso de GTAW combinado ao processo DED se mostrou mais adequado que o combinado ao processo PBF devido a menor incidência de ballings, menores desvios de arco, melhor uniformidade dimensional e geométrica e, dessa forma, maior previsibilidade para o planejamento de produção. Características relacionadas à microestrutura do depósito tem estreita relação com a diluição e ciclos térmicos que ocorreram durante a produção. Regiões com baixa diluição e sujeitas a uma menor quantidade de ciclos térmicos, como aquelas nas proximidades do topo dos depósitos para passes empilhados obtidos com os aparatos 1 e 2, apresentaram durezas de 679HV e 550HV, respectivamente. Depósitos com elevada diluição e grande quantidade de ciclos térmicos, como é o caso do depósito multicamadas obtido com o aparato 4, o qual apresentou dureza próxima ao topo de 255HV, indicam que a dureza foi afetada pela combinação entre diluição e ciclos térmicos. Por fim, foi identificada apotencialidade para o desenvolvimento de um equipamento híbrido de produção de peças metálicas por MA, onde o uso de GTAW combinado com o processo DED estaria associado a processos subtrativos na mesma célula de fabricação (manufatura híbrida)
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2024
- Data da defesa: 05.04.2024
- Status:
- Artigo possui versão em acesso aberto em repositório (Green Open Access)
- Versão do Documento:
- Versão submetida (Pré-print)
- Acessar versão aberta:
-
ABNT
MOREIRA, Alcindo Fernando. Estudo da aplicabilidade de gas tungsten arc welding como fonte de energia para os processos directed energy deposition e powder bed fusion de manufatura aditiva. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2024. Disponível em: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-03072024-154541/. Acesso em: 01 abr. 2026. -
APA
Moreira, A. F. (2024). Estudo da aplicabilidade de gas tungsten arc welding como fonte de energia para os processos directed energy deposition e powder bed fusion de manufatura aditiva (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-03072024-154541/ -
NLM
Moreira AF. Estudo da aplicabilidade de gas tungsten arc welding como fonte de energia para os processos directed energy deposition e powder bed fusion de manufatura aditiva [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-03072024-154541/ -
Vancouver
Moreira AF. Estudo da aplicabilidade de gas tungsten arc welding como fonte de energia para os processos directed energy deposition e powder bed fusion de manufatura aditiva [Internet]. 2024 ;[citado 2026 abr. 01 ] Available from: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-03072024-154541/
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