Dissertação

{en_GB=Development of Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) procedures that allow depositing very complex structures without support} {} EVALUATED

{pt=Wire + Arc Additive Manufacturing (WAAM) é um processo de fabrico aditivo que tem alcançado um elevado interesse nos últimos anos e que tem sido considerado como parte integrante da quarta revolução industrial uma vez que reduz mão-de-obra especializada, desperdício, tempo e custo quando comparado com os métodos convencionais. No presente trabalho, uma parte representativa de uma peça que apresenta uma altura de 5 metros foi produzida recorrendo ao WAAM. O material utilizado foi um fio de aço carbono ER70S-6 que foi depositado utilizando um processo de CMT. Um software beta de WAAM desenvolvido pela Universidade de Cranfield foi aplicado e o seu contributo para a deposição no caso de Free Forming AM foi validado, gerando as trajetórias de deposição. Após um extenso processo de ensaios/testes, a peça representativa final foi depositada. A microestrutura, a macroestrutura, a porosidade, a micro-dureza, a eficiência da trajetória de deposição e a deformação do substrato foram analisadas e comparadas. A microestrutura e a macroestrutura, bem como a porosidade, apresentaram-se concordantes com a literatura. A correlação entre a dureza de Vickers e a tensão de rotura bem como com a tensão de cedência traduziam-se numa peça final com um valor de 823.27 MPa e de 465.64 MPa, respetivamente. Os valores encontram-se em sintonia com os que seriam de esperar para o mesmo material mas fabricado através de métodos convencionais. Em suma, este trabalho demonstrou que é possível depositar uma peça vertical, que apresenta uniões complexas, cujas secções sejam de dimensões reduzidas utilizando o WAAM., en=Wire + Arc Additive Manufacturing (WAAM) is an additive manufacturing process that has received an increasingly interest in recent years and is being catalogued as being part of the 4th industrial revolution since it reduces specialized labour, waste, time and cost when compared to conventional methods. In this work a representative complex structure from a 5 meters height part was produced using WAAM. The material used was an ER70S-6 mild steel wire and a CMT process was employed. A beta WAAM software developed by Cranfield University was used and its application in Free Forming AM was validated in this work, generating the deposition paths. After a considerable amount of trials, a final part was deposited. Microstructure, macrostructure, porosity, microhardness, path efficiency and substrate deformation were studied and compared. Microstructure and macrostruture were in agreement with the literature as well as porosity. The correlation between vickers hardness and UTS and YS resulted in a final part with a mean value of UTS of 823.27 MPa and of YS of 465.64 MPa which are in the range expected for mild steel. Additionally path efficiency and substrate deformations improving techniques were proposed. With respect to this work, it is shown that building a part that possesses complex intersections that need a type of free form deposition, in an upwards direction is achievable using WAAM.}
{pt=wire + arc additive manufacturing, software para WAAM, aço carbono, CMT, forma livre, en=wire + arc additive manufacturing, WAAM Software, mild steel, CMT, free form}

Junho 24, 2019, 11:0

Orientação

ORIENTADOR

Inês da Fonseca Pestana Ascenso Pires

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar

ORIENTADOR

Eurico Gonçalves Assunção

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar Convidado