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Monitorização e Ensaios Não Destrutivos para Peças Metálicas Produzidas por WAAM

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Um dos principais fundamentos da Indústria 4.0 é o desenvolvimento de tecnologias que permitam a produção de componentes com o mínimo desperdício de material possível, ao custo mais reduzido numa escala de produção reduzida. Deste modo, surge a necessidade de desenvolvimento de tecnologias que contribuíssem para uma maior adoção de processos de fabrico aditivo como o Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Neste trabalho pretende-se avaliar o potencial de implementação das correntes induzidas no WAAM, na deteção de defeitos e na monitorização de todo o processo, bem como os obstáculos a solucionar na sua implementação. De modo a monitorizar todo o processo, foram concebidas, desenvolvidas e produzidas dois tipos de sondas, sendo uma dedicada à inspeção de fio consumível e duas dedicadas à inspeção das paredes de WAAM. Recorreu-se a simulações numéricas de forma a obter a prova de conceito das sondas e também aferir os parâmetros adequados de funcionamento. Foi ainda desenvolvido um dispositivo auxiliar de remoção de óxidos e impurezas. Foram analisados cinco materiais diferentes (alumínio 1050, aço AISI 316L, Aço ER-70, Inconel 625 e Titânio 6Al4V) de fios consumíveis de diâmetros de 1,0 e 1,2 mm, utilizando a sonda de fio consumível, e seis provetes de alumínio, dois dos quais de superfície regular e os restantes paredes de WAAM, para serem inspecionados com a WAAM Flex Probe (WFP) e a IOnic Flex Probe (IFP). Os resultados demonstraram o potencial das sondas de fio consumível para inspecionar defeitos em diferentes tipos de materiais, nomeadamente defeitos como a diminuição de diâmetro, indentação e rasgos tangenciais presentes ao longo do fio consumível. Revelaram também a necessidade de um pré-processamento dos mesmos pelo dispositivo auxiliar de remoção de óxidos e impurezas, de modo a melhorar os resultados. Foi ainda demonstrado o potencial das sondas WFP e IFP em monitorizar defeitos que simulam porosidades e falta de fusão na subsuperfície de provetes de superfície regular e paredes de WAAM. Nestes ensaios foi possível concluir que a WFP apresenta uma relação sinal/ruído três vezes superior relativamente à IFP, permitindo assim detetar os defeitos com mais eficácia.
Autores principais:	Lopes, Diogo Marques Albuquerque
Assunto:	Fabrico Aditivo (FA) Fio consumível Ensaios Não Destrutivos (END) Correntes Induzidas (CI) Monitorização In-line IOnic Probe
Ano:	2021
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade Nova de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório Institucional da UNL

Descrição
Resumo:	Um dos principais fundamentos da Indústria 4.0 é o desenvolvimento de tecnologias que permitam a produção de componentes com o mínimo desperdício de material possível, ao custo mais reduzido numa escala de produção reduzida. Deste modo, surge a necessidade de desenvolvimento de tecnologias que contribuíssem para uma maior adoção de processos de fabrico aditivo como o Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Neste trabalho pretende-se avaliar o potencial de implementação das correntes induzidas no WAAM, na deteção de defeitos e na monitorização de todo o processo, bem como os obstáculos a solucionar na sua implementação. De modo a monitorizar todo o processo, foram concebidas, desenvolvidas e produzidas dois tipos de sondas, sendo uma dedicada à inspeção de fio consumível e duas dedicadas à inspeção das paredes de WAAM. Recorreu-se a simulações numéricas de forma a obter a prova de conceito das sondas e também aferir os parâmetros adequados de funcionamento. Foi ainda desenvolvido um dispositivo auxiliar de remoção de óxidos e impurezas. Foram analisados cinco materiais diferentes (alumínio 1050, aço AISI 316L, Aço ER-70, Inconel 625 e Titânio 6Al4V) de fios consumíveis de diâmetros de 1,0 e 1,2 mm, utilizando a sonda de fio consumível, e seis provetes de alumínio, dois dos quais de superfície regular e os restantes paredes de WAAM, para serem inspecionados com a WAAM Flex Probe (WFP) e a IOnic Flex Probe (IFP). Os resultados demonstraram o potencial das sondas de fio consumível para inspecionar defeitos em diferentes tipos de materiais, nomeadamente defeitos como a diminuição de diâmetro, indentação e rasgos tangenciais presentes ao longo do fio consumível. Revelaram também a necessidade de um pré-processamento dos mesmos pelo dispositivo auxiliar de remoção de óxidos e impurezas, de modo a melhorar os resultados. Foi ainda demonstrado o potencial das sondas WFP e IFP em monitorizar defeitos que simulam porosidades e falta de fusão na subsuperfície de provetes de superfície regular e paredes de WAAM. Nestes ensaios foi possível concluir que a WFP apresenta uma relação sinal/ruído três vezes superior relativamente à IFP, permitindo assim detetar os defeitos com mais eficácia.