WP9 – Nonplanar.DED

A utilização de processos de Fabricação Aditiva (FA) de metais permite a construção de componentes otimizados, capazes de criar produtos de maior valor acrescentado ao longo da cadeia de fabricação. No âmbito deste projeto, pretende-se estudar, em ambiente laboratorial, e operacionalizar, em ambiente fabril, três técnicas distintas de FA para metais.

O projeto visa a aplicabilidade de materiais metálicos amorfos na FA em cama de pó SLM para desenvolver componentes de moldes para sistemas óticos no setor automóvel. Pelo fato de estes materiais não apresentarem fronteiras de grão, possuem maior resistência ao desgaste e resistência à corrosão.

A qualidade superficial é uma preocupação, já que este processo requer suportes para a fabricação das peças, o que implica processos subtrativos para acabamento superficial. O uso de processos de acabamento é usual em moldes, pois é necessária uma superfície de baixa rugosidade para extrair as peças plásticas moldadas.

Para mitigar algumas das dificuldades do processo de cama de pó SLM, o projeto também visa a utilização e integração de sistemas de FA EBM na cadeia de produção de moldes. Esta técnica de fabricação é semelhante à SLM, usando uma cama de pó; contudo, a fusão da peça ocorre com princípios de fusão por eletrões em vez de laser. O sistema EBM permite uma construção de peças mais rápida, pois possibilita varrimentos de maior dimensão durante a construção das camadas.

O processo de EBM também oferece melhor qualidade superficial em comparação com o SLM, uma vez que não necessita de suportes para a construção da peça. Antes da fase de consolidação, são realizados varrimentos de eletrões com carga reduzida, agregando o pó para agir como suporte.

O projeto também pretende estudar o uso de metamateriais metálicos nas estruturas dos moldes, introduzindo propriedades e comportamentos mecânicos alternativos que seriam inviáveis com materiais e processos tradicionais.

Assim, o objetivo do projeto é a construção de moldes altamente otimizados e especializados, usando três técnicas distintas de FA para otimizar o tempo de ciclo e reduzir o custo energético durante sua utilização, além de melhorar a qualidade final das peças. Cada técnica desenvolverá uma parte específica do estudo de caso, sendo aperfeiçoadas em uma unidade laboratorial de desenvolvimento contínuo e posteriormente aplicadas no chão de fábrica para integrar um sistema contínuo de produção (TRL>7).