Influência das condições de processamento de fusão seletiva por laser (SLM) nas propriedades mecânicas do aço 316 L

Abstract

No mundo atual, há um mercado caracterizado por uma competitividade extremamente agressiva, em que a evolução de produtos passa, neste momento, pela sua personalização/fabrico individualizado de componentes, tendência oposta à produção em grande série. Com efeito, a flexibilidade geométrica, aliada ao reduzido tempo de ciclo de produção e à eficiência na utilização de recursos inerentes aos processos aditivos, faz destes uma escolha cada vez mais procurada industrialmente, em particular para metais e ligas metálicas. O presente estudo, visou otimizar os parâmetros de processamento da fusão seletiva por laser a partir de pós (processo aditivo de pós) (SLM), para produzir componentes em aço 316L (AISI), com propriedades mecânicas similares às resultantes de produtos fabricados por processos convencionais. Neste estudo, ficou demonstrado que os componentes produzidos por fusão seletiva por laser, apresentam uma rugosidade elevada, incomparavelmente maior do que aqueles que são processados por técnicas de fabrico, quer subtrativas quer replicativas, conduzindo a produtos near net shape, ou seja, com ainda necessidade de acabamento. Várias são as estratégias de processamento adotadas, entre elas a atmosfera da câmara de fabrico, que afeta diretamente as propriedades mecânicas, em particular a resistência mecânica e a dureza, quando rica em azoto. Para as estratégias de fabrico aditivo adotadas (YZX, YXZ e 45°), à exceção da correspondente a um crescimento fazendo um ângulo de 45° com a plataforma, todas contribuem para um aumento das propriedades mecânicas do produto, sem prejuízo significativo da ductilidade. Neste estudo, ficou demonstrado que, em geral, todas as propriedades mecânicas (Rm e HV) dos produtos de SLM são superiores às resultantes do mesmo produto fabricado a partir do aço 316L maciço; a sua densidade, à exceção da estratégia a 45°, é próxima de 98%, valor adequado para produtos resultantes de pulverotecnologia.

In today's the dynamics of markets, technology, and competition have brought changes in the metal processing. New tools and other products self-made must be tailored function of the needs. Consequently, the geometric flexibility, coupled with reduced time of production and efficiency in resource utilization inherent of additives cycle processes are welcome. The present study had as target the optimization of selective laser melting (SLM) processing parameters from characteristics of powder to strategies of growing of the specimen in 316L (AISI) steel. Final parts/systems produced by SLM exhibit an incomparably high roughness than those processed by other techniques of manufacturing, replicative or subtractive; the near net shape products must be submitted to expensive finishing operations. Various processing parameters are selected, including the chamber atmosphere, particularly the presence of nitrogen directly increase the mechanical properties (mechanical strength and hardness). The strategies of growing selected were YZX, YXZ or 45 °, except the last one, which corresponds to grow at 45 ° with the platform, all contribute to an increase of the mechanical properties of the product, without significant loss of ductility. In this study, it was shown that, in general, all the mechanical properties (Rm, HV) of the products SLM are superior to those obtained with the same product made from bulk steel 316L; its density, is close to 98%, usual for products of powder metallurgy. Growing from powders layer by layer from a strategies: XZX and YXZ by SLM gives rise to mechanical properties of the products are higher than conventional ones. In both cases a finishing process will be necessary, firstly due to the need of separation parts from the platform and secondly to decrease the surface roughness.