Dissertação

{pt_PT=Estudo experimental da fresagem laser no fabrico de cavidades moldantes} {} CONFIRMED

{pt=O objetivo desta dissertação foi investigar a aplicação da maquinagem por ablação laser no fabrico de cavidades moldantes, focando aspetos relacionados com a otimização do acabamento das superfícies. Para isso, aplicaram-se os arranjos ortogonais de Taguchi para efetuar ensaios que consistiram em cavidades de 10x10mm de profundidade variável em quatro materiais. Variou-se frequência de pulso, velocidade de avanço e percentagem de corrente. Analisou-se graficamente a taxa de remoção de material, a rugosidade superficial, a dureza e a energia. Também se estudou as cores obtidas e imagens de microscópio das superfícies. Concluiu-se que, a percentagem de corrente e a velocidade têm um efeito diretamente proporcional na taxa de remoção de material e cada material tem uma frequência de pulso ideal para desbaste. Para obter os melhores acabamentos deve ser usada percentagem de corrente baixa e frequência alta. Relativamente à dureza, constatou-se que esta aumentou em três dos quatro materiais, cuja correlação com os parâmetros operativos carece de novos estudos. Quanto à energia, verificou-se que quanto maior for a velocidade de avanço e menor a percentagem de corrente, menor é o gasto energético da máquina. Verificou-se que quanto mais alta é a percentagem de corrente e mais baixa é a velocidade de avanço, mais escura é a superfície obtida, e que é possível obter diversas cores, no entanto, não existe uma tendência evidente a relacionar estas com os parâmetros de entrada., en=This thesis investigated the optimization of laser beam machining in the manufacturing of mold cavities. For that, the Taguchi’s orthogonal arrays were applied to make experiments that consisted on 10x10mm cavities of variable depth in four materials. The input parameters were pulse frequency, machining speed and current percentage. A graphical analysis was made for material removal rate, surface roughness, material hardness and electrical power. Both the surface colors and microscope images were also studied. It was concluded that both the current percentage and machining speed have a directly proportional effect on the material removal rate and for each material there is an ideal pulse frequency. In order to obtain the best finishing, a low current percentage and high frequency must be used. It was also observed that material hardness increased during the experiments (except DIN X40CrMoV5-1 steel). In terms of the energy, it was concluded that higher machining speed and lower current percentage lead to better energy efficiency. It was found out that higher current percentage and low machining speed lead to darker surfaces and it is possible to obtain a diversity of colors, but, there is no evident trend relating these with the input parameter.}
{pt=ablação laser, frequência, corrente, velocidade de avanço, taxa de remoção, rugosidade, en=laser ablation, frequency, current, machining speed, removal rate, roughness}

Novembro 29, 2017, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Pedro Alexandre Rodrigues Carvalho Rosa

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado

ORIENTADOR

José Carlos Martins Outeiro

LaBoMaP Laboratory - Cluny, ARTS ET METIERS ParisTech

Professor Associado