316L stainless steel micromilling made by selective laser melting (SLM) using carbide tools with different types of coating
| Autor: | Letícia Silva |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Silva, Márcio Bacci da, Silva, Rosemar Batista da, Silva Júnior, Washington Martins da, Brandão, Lincoln Cardoso, Ferreira, João Roberto |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: |
Micro-machining
Additive manufacturing Engenharia mecânica Silva Márcio Bacci da Manufatura aditiva Microfresamento Aço Inoxidável 316L Stainless Steel 316L ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO [CNPQ] Fusão seletiva a laser Aço Inoxidável Selective laser fusion Microusinagem MQL |
| Zdroj: | Repositório Institucional da UFU Universidade Federal de Uberlândia (UFU) instacron:UFU |
| Popis: | FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais A manufatura aditiva de metais (MAM) é uma tecnologia em plena ascensão, considerada promissora por sua capacidade de produzir geometrias complexas, com menos restrições geométricas. No entanto, os defeitos inerentes a MAM influenciam diretamente a microestrutura e as propriedades mecânicas da peça impressa, além da necessidade de técnicas de pós-processamento subtrativas, quando requeridas tolerâncias dimensionais, geométricas e de acabamento superficial. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo investigar a usinabilidade do aço inoxidável ABNT 316L obtido pelo processo de fusão seletiva a laser (SLM) através da comparação do desempenho de microfresas sem revestimento e com os revestimentos: AlCrN, DLC, TiN eTiAlN. Para tanto, foram realizados ensaios que consistiram na usinagem de microcanais, em dois tipos diferentes de amostras impressas utilizando duas técnicas diferentes de varredura do laser. A partir dos dados experimentais, foram analisados a evolução do desgaste, as formas e mecanismos de desgaste da ferramenta, as rugosidades (Ra, Rq, Rz, Rt, Rsk, Rku), a superfície microusinada, aspectos quantitativos e qualitativos da formação de rebarbas e cavacos. Os resultados mostram que os maiores desgastes foram obtidos com as ferramentas sem revestimento e com revestimento DLC. A aplicação de fluido de corte não promoveu melhoria significativa na redução dos desgastes. O arredondamento do raio de ponta e o desgaste de flanco são as formas de desgaste predominantes nas microferramentas, provocados principalmente pelo mecanismo de “adesão e arrastamento”. As menores rugosidade foram obtidas com a utilização de ferramentas sem revestimento e em geral favorecidas pela estrutura da amostra denominada Bloco S e a utilização de MQL. As superfícies usinadas resultantes foram classificadas em cinco diferentes tipos, além da observação de poros e cavidades internas localizadas nas extremidades dos canais. O volume de rebarbas obtido é menor que o observado na usinagem de metais convencionais e predominantemente maior do lado discordante, sendo agravado quando usinado a seco. Foram identificados cavacos do tipo contínuo, com formas de fita ou helicoidal e alto grau de recalque do cavaco. Por fim, os melhores desempenhos foram obtidos pelas ferramentas com revestimento TiAlN e AlCrN, quando usinado o bloco S e pelas ferramentas sem revestimento, quando usinado o bloco C.O melhor desempenho geral foi obtido pela microferramenta com revestimento TiAlN na usinagem do bloco S, sem a utilização de fluido de corte. Additive metal manufacturing (MAM) is a technology on the rise, considered promising for its ability to produce complex geometries, with fewer geometric restrictions. However, defects inherent to MAM directly influence the microstructure and mechanical properties of the printed part, in addition to the need for subtractive post-processing techniques, when dimensional, geometric and surface finish tolerances are required. In this context, this work aims to investigate the machinability of stainless steel ABNT 316L obtained by the selective laser melting (SLM) process by comparing the performance of micromills without coating and with coatings: AlCrN, DLC, TiN and TiAlN. To this end, tests were performed that consisted of machining microchannels, in two different types of printed samples using two different laser scanning techniques. From the experimental data, the evolution of wear, the shapes and mechanisms of tool wear, the roughness (Ra, Rq, Rz, Rt, Rsk, Rku), the micromachined surface, quantitative and qualitative aspects of burr formation were analyzed. and chips. The results show that the highest wear was obtained with the uncoated and DLC coated tools. The application of cutting fluid did not promote significant improvement in the reduction of wear. Rounding of the nose radius and flank wear are the predominant forms of wear in microtools, caused mainly by the adhesion and drag mechanism. The lowest roughness was obtained with the use of uncoated tools and in general favored by the structure of the sample called Block S and the use of MQL. The resulting machined surfaces were classified into five different types, in addition to the observation of pores and internal cavities located at the ends of the channels. The volume of burrs obtained is smaller than that observed in the machining of conventional metals and predominantly greater on the up-milling side, being aggravated when machined dry. Continuous type chips were identified, with ribbon or helical shapes and a high degree of chip settlement. Finally, the best performances were obtained by tools with TiAlN and AlCrN coatings, when the S-block was machined, and by the uncoated tools, when the C-block was machined. The best overall performance was obtained by the microtool with TiAlN coating when machining the S-block, without using cutting fluid. Tese (Doutorado) |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|