An innovative monitoring method using a software capable of 3D mapping data from laser Directed Energy Deposition (L-DED) process (2023)
- Authors:
- Autor USP: RIBEIRO, KANDICE SUANE BARROS - EESC
- Unidade: EESC
- Sigla do Departamento: SEM
- DOI: 10.11606/T.18.2023.tde-11042023-145516
- Subjects: MANUFATURA ADITIVA; MONITORAMENTO; PROCESSAMENTO DE DADOS; DESENVOLVIMENTO DE SOFTWARE
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: Na manufatura aditiva de metais, a atividade térmica nas camadas recém-depositadas durante a impressão, e sua influência no material previamente depositado, afetam a geometria e qualidade da peça. Assim, o objetivo desta pesquisa é desenvolver uma metodologia para monitorar a potência do laser, a velocidade de avanço e a poça de fusão para avaliar a deposição de camadas com boa qualidade na impressão de peças metálicas. Esta nova metodologia combina a aquisição de dados de uma máquina híbrida de L-DED com um cabeçote de deposição e diâmetro do feixe de laser de 2 mm no ponto focal. Para o monitoramento, alguns softwares foram desenvolvidos (DTConnect, MPIG, MPIP, DTMap2D e DTMap3D) e testados em quatro geometrias: linha em ziguezague e parede fina (2D); uma pirâmide e um molde de pirâmide (3D). As geometrias 3D foram impressas em quatro configurações de laser (500 W, 550 – 450 W, 700 W e 800 – 700 W), velocidade de avanço constante em 600 mm/min e taxa de alimentação de pó de 8, 3 g/min, nas estratégias de deposição contorno e ziguezague. Esses parâmetros foram definidos visando promover um conjunto que apresenta defeitos e outro com microestrutura uniforme. A pirâmide construída com 550 – 450 W em estratégia de ziguezague apresentou o maior percentual de porosidade, estimado em 2, 76%, enquanto o conjunto impresso com 500 W produziu o menor (1,36%). No geral, as geometrias 3D impressas com 500 W apresentaram defeitos como falta de fusão, má diluição nosubstrato e porosidade. A percentagem de porosidade diminuiu consideravelmente (> 5 vezes) com o aumento da potência do laser para 700 W e 800 – 700 W, o que melhorou a qualidade e homogeneidade em ambas as geometrias, mitigando os defeitos mencionados. Cada um dos softwares desenvolvidos desempenhou um papel importante desde a aquisição e processamento dos dados, até a sua representação gráfica. Considerando todas as condições testadas, ambos DTMap2D e DTMap3D foram capazes de exibir as variáveis do processo de DED em um mapa de cores interativo, facilitando a identificação espacial de pequenas alterações nos conjuntos de dados. Essas características tornam o DTMap3D uma ferramenta com potencial para identificar regiões críticas da peça. Este estudo contribui para a manufatura aditiva de metais ao propor uma metodologia de monitoramento com novas ferramentas, que facilitam a correlação entre os parâmetros de deposição e a qualidade da peça de metal construída
- Imprenta:
- Publisher place: São Carlos
- Date published: 2023
- Data da defesa: 07.02.2023
- Este periódico é de acesso aberto
- Este artigo é de acesso aberto
- URL de acesso aberto
- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
RIBEIRO, Kandice Suane Barros. An innovative monitoring method using a software capable of 3D mapping data from laser Directed Energy Deposition (L-DED) process. 2023. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, São Carlos, 2023. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-11042023-145516/. Acesso em: 06 jun. 2024. -
APA
Ribeiro, K. S. B. (2023). An innovative monitoring method using a software capable of 3D mapping data from laser Directed Energy Deposition (L-DED) process (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, São Carlos. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-11042023-145516/ -
NLM
Ribeiro KSB. An innovative monitoring method using a software capable of 3D mapping data from laser Directed Energy Deposition (L-DED) process [Internet]. 2023 ;[citado 2024 jun. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-11042023-145516/ -
Vancouver
Ribeiro KSB. An innovative monitoring method using a software capable of 3D mapping data from laser Directed Energy Deposition (L-DED) process [Internet]. 2023 ;[citado 2024 jun. 06 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18163/tde-11042023-145516/ - Monitoramento da condição da ferramenta no microfresamento por sinais de potência e emissão acústica
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Informações sobre o DOI: 10.11606/T.18.2023.tde-11042023-145516 (Fonte: oaDOI API)
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