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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Protótipos de Parafusos de Liga com Memória de Forma Ti-Ni: Obtenção por Fundição de Precisão Auxiliada por Impressão 3D e Caracterização Termomecânica
Submission Author:
Ícaro Carvalho Dourado , PB
Co-Authors:
Ícaro Carvalho Dourado, Diego Jean Freitas Vieira Novais, Raimundo Duarte, Carlos Jose de Araujo
Presenter: Ícaro Carvalho Dourado
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0071
Abstract
Um dos componentes de fixação mais utilizados pela indústria metal-mecânica é o parafuso roscado, devido a sua versatilidade e grande capacidade de união em junções não permanentes. Setores industriais como automotivo, aeronáutico e do petróleo fazem grande uso desses elementos. Contudo, nem sempre os parafusos comuns satisfazem suas exigências quando se necessita de uma maior segurança e confiabilidade. É nesse sentido que um parafuso multifuncional de Liga com Memória de Forma (LMF) pode ser uma inovação tecnológica promissora, sendo capaz de minimizar problemas como o de afrouxamento espontâneo, por aumentar a força de aperto com o aumento da temperatura. Nesse contexto, o presente trabalho tem por objetivo verificar a viabilidade de fabricação de parafusos de LMF de Ti-Ni e Ti-Ni-Nb por fundição de precisão assistida por manufatura aditiva. Para isso, foi selecionada uma composição sem nióbio (Nb) e outra com 5 %at em Nb e fabricadas as ligas de base a partir dos elementos puros por fusão a arco elétrico sob atmosfera de argônio. Para a fabricação dos protótipos, moldes cerâmicos foram produzidos a partir de modelos em resina obtidos com a tecnologia de impressão 3D SLA, tendo como referência um parafuso comercial padrão M6. Foram obtidos alguns protótipos iniciais vertendo a liga de base no interior do molde cerâmico e os produtos foram avaliados quanto a presença de defeitos, precisão dimensional, e propriedades termomecânicas. Os parafusos apresentaram poucos defeitos externos aparentes, com boa precisão e sem a necessidade de muitos acabamentos após a fundição. As transformações de fase dos protótipos foram determinadas por ensaios de calorimetria DSC, observando-se a influência da adição do nióbio a liga de base Ti-Ni. Em uma avaliação preliminar, a capacidade de geração de força em função da temperatura foi verificada por ensaios de tração com câmara de aquecimento. Comparado a um parafuso comum, que se dilata e afrouxa com o aquecimento, o parafuso termoativado de LMF mostrou sua eficiência ao manter e gerar carga de aperto com aumento de temperatura até aproximadamente 100°C.
Keywords
Ligas com Memória de Forma, Fundição de Precisão, Impressão 3D, parafusos, Ligas Ti-Ni
