Dissertação
Manufatura aditiva por deposição a arco em leito de fluxo: prova de conceito
Flux bed wire + arc additive manufacturing: proof of concept
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Autor
Mendes, Newton Sérgio Nascimento
Institución
Resumen
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. CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior FAU - Fundação de Apoio Universitário Petrobrás - Petróleo Brasileiro S.A UFU - Universidade Federal de Uberlândia Dissertação (Mestrado) 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.