Ref.: MmeBi28-003
Apresentador: Aline Gonçalves Capella
Autores (Instituição): Jimenez, L.R.(Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais); Silva, M.F.(Universidade Federal de São Paulo); Oliveira, R.M.(Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais); Capella, A.G.(Universidade Federal de São Paulo);
Resumo:
A fusão seletiva a laser (Selective Laser Melting - SLM) é uma das técnicas de manufatura aditiva (MA) consideradas na produção de peças estruturais projetadas em computador, a partir da fusão de sistemas particulados pela absorção de energia do laser, camada a camada, e consolidados por um rápido processo de solidificação [1]. Na indústria biomédica, avanços na seleção e aplicação de materiais metálicos no âmbito da manufatura aditiva têm sido destacados, especialmente em aplicações envolvendo ligas biocompatíveis de titânio, à base de cobalto, aço inoxidável e níquel-titânio. Assim, a associação da técnica de manufatura aditiva na fabricação de peças metálicas para o setor biomédico tem sido considerada promissora e especialmente voltada para aplicações clínicas específicas, a partir do planejamento de modelos anatômicos e no desenvolvimento de implantes odontológicos e/ou ortopédicos. O objetivo deste trabalho foi definir uma carta de processo, elaborada com parâmetros otimizados, para obtenção de peças metálicas de aço inoxidável AISI316L (SS316L) por SLM com características adequadas. Para isso, experimentos foram conduzidos utilizando um sistema elaborado e construído no Laboratório ProLaser da UNIFESP, com dispositivo de alimentação do pó, para manufatura aditiva, acoplado a um equipamento laser de Yb:fibra, com movimentação XYZ e cabeçote de processamento. Peças, com dimensões reduzidas (6,0 mm x 2,0 mm x 0,2 mm), foram fabricadas considerando a variação da densidade de energia volumétrica [2] entre 50-375 J/mm³, mantendo constante a espessura da monocamada pré-depositada, 0,05 mm. A partir daí, foram conduzidas análises topográficas da superfície das peças fabricadas com caracterização microestrutural, via microscopia eletrônica de varredura (MEV-EDS) e difratometria de raios-X (DRX), e do comportamento mecânico em termos de dureza. Resultados indicam a homogeneização e boa densificação da superfície da peça considerando um intervalo de densidade de energia entre 167 e 375 J/mm³. Nestas condições, observa-se a presença da fase austenítica com espectros alargados e ligeiramente deslocados se comparados ao difratograma obtido da matéria-prima, comportamento que pode ser atribuído à presença de tensões residuais geradas no processamento do material via SLM, em função das taxas de aquecimento e resfriamento elevadas. Ainda, o comportamento mecânico das peças fabricadas em AISI 316L indica valores de dureza entre 186±8 HV e 225±10 HV e, se comparado ao valor de referência da liga AISI 316L, da ordem de 143 HV, observa-se aumento de dureza ao qual pode estar associado ao refinamento microestrutural promovido na solidificação processada via laser. Conclui-se que uma carta de processamento pôde ser obtida e valores de referência otimizados poderão ser empregados para fabricação das peças de SS316L com maiores dimensões utilizando a tecnologia SLM.