Sistema de deposição de pó metálico para manufatura aditiva

Projeto com o LMP

Descrição

Membros: Eduardo Martendal Cerrutti, Gabriel Hartmann de Azeredo e Morgana Gabrielle Forlin Dumke
Orientação: Professor Dr. Eng. Walter Lindolfo Weingaertner e Professor Dr. Eng. Milton Pereira
Data de Início: 02/2018

No momento da ascensão da Indústria 4.0 um dos processos que mais vem sendo desenvolvido e pesquisado é o de manufatura aditiva. Apesar de já estar bem popularizado no cenário dos polímeros este processo apresenta uma certa carência no cenário dos metais, principalmente no Brasil.
Nesse contexto, a técnica de produção de fusão seletiva por laser (SLM do inglês Selective Laser Melting), é a principal e a mais prometedora tecnologia de manufatura aditiva através de processamento de pós metálicos, devido à sua capacidade de produzir componentes com densidades elevadas e propriedades mecânicas iguais ou superiores às resultantes de componentes conformados por processos convencionais.

A SLM tem por base a fusão e posterior solidificação do material, através de sucessivas passagens de um feixe laser pré-programado, em consecutivas camadas de pó metálico presentes dentro de uma câmara com atmosfera controlada.
Desse modo, será desenvolvido o Retrofitting do equipamento distribuidor de pó metálico já fabricado pelo laboratório, e responsável por abastecer a região de trabalho que o laser incumbido pelo processo de SLM contempla. A linha de atuação desse desenvolvimento focará tanto na adaptação do protótipo existente às limitações da bancada, a qual está suportada a base do cabeçote responsável por emitir o feixe de laser, quanto na correção de problemas que atrapalham o bom funcionamento do processo.

Objetivos

Promover alterações no equipamento de distribuição de pó metálico com intuito de adaptá-lo a bancada onde se encontra um cabeçote projetado para emitir laser. Além de adaptá-lo as limitações que a bancada impõe, a equipe irá trabalhar problemas existentes no protótipo atual e consequentemente alterar pontos que atrapalham o processo.

Resultados

Projeto em andamento, acompanhe o progresso abaixo.

Andamento do Projeto

Progresso

100%

15/06/18

O projeto está em andamento e cada membro foi direcionado a uma área mais específica por questão de eficiência. O projeto foi segmentado em três áreas principais: Estrutural, Reservatório de Pó e Gás de Proteção.

Antes de iniciar a atuação especifica de cada área, os membros passaram por uma etapa de familiarização, onde puderam aprender mais sobre manufatura aditiva e outras tecnologias abordadas no problema através de extensivos estudos na área. Atualmente os membros estão trabalhando na parte de desenvolvimento do projeto de fato.

A primeira área, definida como “Estrutural”, era referente ao redimensionamento e melhorias do mecanismo, para que se adequasse às limitações da bancada onde está posicionado o laser. Essa etapa está sendo finalizada e consistiu principalmente de realizar modelagens em solidworks e fazer alterações no mecanismo seguindo o conteúdo desenvolvido na modelagem. O mecanismo foi desmontado e diversas partes tiveram que ser cortadas e retrabalhadas para atender os requisitos necessários.

Quanto a otimização do mecanismo, referente as áreas “Reservatório de Pó” e “Gás de Proteção”, questões críticas ao funcionamento efetivo do dispositivo foram abordadas, como a entrada e controle do gás de proteção, a distribuição da camada de pó metálico e o controle de atmosfera. Já foram estruturadas e testadas concepções para solucionar os tópicos referidos. Algumas dessas concepções seguem sob análise enquanto outras ainda estão em fase de desenvolvimento e aprimoramento.

Por ser uma situação inovadora, o grupo passou por alguns contratempos e teve dificuldade principalmente para encontrar referências e situações semelhantes, o que levou a necessidade de desenvolver protótipos singulares, envolvendo ideias novas. No entanto, com essas ideias vieram também muitos riscos e muitas questões que ficavam em aberto até o momento em que eram testadas de fato. Por ser um projeto ligado diretamente com o desenvolvimento de novas ideias, onde trabalhamos com inovação de fato, muitas das ideias propostas não solucionavam o problema que tentávamos resolver, mas nos colocavam cada vez mais na direção de uma solução melhor. Tivemos que ir adaptando e aprimorando as concepções conforme identificávamos problemas, até que pudéssemos alcançar uma solução boa ou concluir que o caminho que tínhamos escolhido não nos levaria até o objetivo final e teríamos que buscar uma nova abordagem.
Para as próximas etapas, pretende-se terminar o desenvolvimento das concepções selecionadas e desenvolver novas concepções para os problemas que ainda não foram resolvidos.