Ref.: MCoPr30-002
Apresentador: Dilermando Nagle Travessa
Autores (Instituição): Travessa, D.N.(Universidade Federal de São Paulo); Capella, A.G.(Universidade Federal de São Paulo);
Resumo:
A manufatura aditiva vem sendo extensivamente explorada para a produção de componentes metálicos, sobretudo em ligas de titânio, aços e ligas de alumínio. A técnica de fusão a laser de leito de pó (laser powder bed fusion - LPBF) é particularmente interessante, devido à sua versatilidade. Entretanto, o uso desta tecnologia para a produção de compósitos de matriz metálica ainda é incipiente, devido naturalmente à maior complexidade em processar um material com fases bastante distintas. Com isso, o desenvolvimento de uma janela de processo a partir da otimização dos parâmetros-chave como potência, velocidade, geometria do feixe, espessura do leito de pó, além é claro das características e propriedades do pó processado, é uma tarefa importante e complexa.
No presente trabalho, o desenvolvimento de parâmetros para a construção de camadas de um compósito Al/nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) sobre um substrato de liga de Al da série 6XXX é descrito. Para garantir a integridade dos MWCNT durante as condições severas de processamento (temperatura), estes são previamente recobertos por TiO2, por um processo sol-gel utilizando isopropóxido de titânio como percursor, e posterior calcinação para a cristalização da camada. Os MWCNT recobertos (TiO2-MWCNT) são posteriormente misturados à alumínio em pó, em uma suspensão aquosa, com posterior secagem e classificação por tamanho de partícula. Este pó é posteriormente espalhado sobre a superfície de um substrato de liga da série 6XXX e processado em um laser a fibra de Yb, com fluxo de gás inerte (Ar) como prevenção à oxidação. Nesta etapa inicial, uma única camada de pó com espessura de 50 micrometros foi depositada, e trilhas individuais foram construídas variando-se a potência do laser e a velocidade de varredura, mantendo-se as demais variáveis como geometria do laser, posição do foco e temperatura do substrato constantes. A análise dos parâmetros foi feita considerando-se o aporte térmico resultante para cada par potência/velocidade. O aporte térmico é descrito em termos de energia volumétrica (EV=P/(vht)), sendo "P" a potência, "v" a velocidade, "t" a espessura do leito de pó e "h" a distância entre trilhas, que no caso de trilhas individuais equivale ao diâmetro do feixe. Após a deposição, as trilhas são observadas por microscopia ótica e eletrônica de varredura, associada à microanálise por energia dispersiva, tanto na sua superfície quanto na seção transversal. Esta análise permite identificar características microestruturais importantes como a ligação metalúrgica com o substrato, interdifusão de elementos químicos, a qualidade das trilhas (regularidade, porosidade, trincas), e correlacioná-las com o aporte térmico. Com isso é possível identificar uma faixa de aportes térmicos que permita a obtenção de depósitos com características aceitáveis.