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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
ESTUDO TEÓRICO DAS DIFERENÇAS ENTRE MANUFATURA ADITIVA EM METAIS, POLÍMEROS E CERÂMICAS
Submission Author:
André Luis Silva da Costa , DF , Brazil
Co-Authors:
André Luis Silva da Costa, André Luiz Brito Novelino, Maksym Ziberov
Presenter: Maksym Ziberov
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0485
Abstract
A manufatura aditiva se tornou um processo de grande potencial, graças aos avanços tecnológicos obtidos ao longo das últimas décadas. Em razão de diferentes demandas que surgiram no mercado, novos processos/tecnologias de fabricação foram criados para trabalhar com diferentes tipos de materiais e possibilitar a realização de peças com geometrias e tamanhos diversos associados à uma precisão elevada. Devido à grande necessidade de evoluir e se adequar a demanda e padrão de qualidade da indústria, e levando em consideração também questões ambientais como a economia de material, a manufatura aditiva começou a ser mais presente em diferentes setores da indústria, como o setor automotivo e aeroespacial, bem como em pesquisas e aplicações na biomedicina, tornando-se um segmento de grande ascensão econômica. Porém, para se encaixar em cada setor, deve haver a seleção adequada do método de deposição, para que seja possível obter custo e acabamento superficial, compatíveis com a aplicação e com o material utilizado. Desta forma, é essencial a correta seleção do processo de deposição para produção aditiva de materiais metálicos, cerâmicos e poliméricos. Assim, este trabalho tem como objetivo avaliar os diferentes processos utilizados para a manufatura aditiva de metais, polímeros e cerâmicas, examinando seu funcionamento e exibindo um comparativo entre as tecnologias, elucidando as vantagens e limitações de cada processo, e apresentando alguns exemplos de aplicações já estabelecidos no mercado. Para as tecnologias baseadas na deposição de metal, são apresentados processos baseados na fusão do leito de pó, denominados Power Bed Fusion, processos baseados na deposição por energia direcionada (Directed Energy Deposition) com deposição de pó ou arame, e ainda processos baseados no jateamento de material, denominado Metal Binder Jetting. Para os processos de deposição de polímeros, são apresentados os processos de fabricação por filamentos fundidos, sinterização do pó e Directed Cryo Writing. Quanto aos processos de deposição de cerâmicas, processos deposição por energia direcionada também são apresentados além do processo Direct Ink Writing. Conclui-se que a manufatura aditiva de metais apresenta maior evolução quanto a qualidade de fabricação, com métodos permitindo a precisão em uma faixa de até 6 μm. Quanto aos polímeros, uma grande diversidade de materiais podem ser utilizados no processo com equipamentos mais acessíveis, além de permitir filamentos provenientes de materiais reciclados. Para as cerâmicas, a manufatura aditiva amplia as possibilidades de geometrias para fabricação e reduz custos, uma vez que a usinagem deste tipo de material é restrito a ferramentas de elevado custo. Um destaque dentre os processos analisados vai para o processo Binder Jetting (BJ), cujo conceito permite aplicação para as três classes de materiais.
Keywords
manufatura aditiva, Power Bed Fusion, Directed Energy Deposition, Metal Binder Jetting, Directed Cryo Writing
