Análise do Tempo de Espera entre Camadas como Técnica de Controle Térmico na Manufatura Aditiva de Paredes Espessas pelos Processos de Soldagem CMT e CMT Pulsado

Resumo

Inserido no cenário de inovações e tendências tecnológicas da Industria 4.0, esse trabalho visa obter conhecimento detalhado da influência do intervalo de tempo entre a deposição de camadas como técnica de controle térmico do processo Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) com duas variantes do processo GMAW de alta controlabilidade (CMT e CMT Pulse). A problemática foca na deposição de paredes espessas, buscando emular os desafios da fabricação de peças grande e com média complexidade geométrica, como hélices e fusos, as quais usualmente apresentam secções com esta característica. Embora trabalhos na área de manufatura aditiva apontem o uso do tempo entre camadas como uma ferramenta de estabilização do gradiente térmico, informações detalhadas sobre o comportamento térmico acabam sendo omitidas. Além disso, por questões de produtividade, maior entendimento sobre os fenômenos térmicos envolvidos são necessários, como subsídio para racionalização do ciclo de trabalho (redução de tempos de espera). As duas versões do processo utilizadas possuem alta estabilidade na transferência metálica e alta controlabilidade do aporte térmico se comparado ao GMAW convencional, sendo diferenciais positivos para o WAAM. Os experimentos envolveram a construção de paredes com oito camadas de aço ER309LSi, nas quais variou-se o tempo entre camadas de 0 a 300 s. Pode-se concluir que o ambos os processos são aptos ao WAAM, e, que embora o CMT Pulse tenha aporte energético superior, o controle de temperatura por tempo de espera entre camadas foi capaz de controlar o acúmulo térmico na peça para ambos os processos.

Palavras-chave:
Impressão 3D; WAAM; Manufatura aditiva via Soldagem à Arco e Arame; MIG/MAG; Manufatura avançada; Termografia