Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a determinação dos parâmetros ótimos do processo de manufatura aditiva de Fusão Seletiva a Laser (FSL) para o aço 316L visando a obtenção de peças com alta densidade, utilizando equipamento fabricado no Brasil. Foi realizada também uma completa caracterização estrutural tanto da matéria prima utilizada (pó comercial) quanto das peças mais densas obtidas. As propriedades mecânicas das peças produzidas por FSL também foram avaliadas e comparadas com peça fabricada de forma convencional. Foi observado que a densidade das peças aumenta com o aumento da densidade volumétrica de energia fornecida pelo laser até atingir um patamar de máxima densidade. Um modelo polinomial foi proposto correlacionando a densidade volumétrica de energia utilizada com a densidade final da peça. As peças produzidas por FSL mostraram uma elevada densificação (densidade relativa superior a 99,49%) com uma reduzida porosidade homogeneamente dispersa no material. Uma microestrutura austenítica celular, típica do processo FSL, foi obtida. A dureza e a microestrutura das peças se mostrou constante ao longo do comprimento das mesmas e os resultados obtidos em ensaio de compressão mostraram que as peças obtidas por FSL possuem uma resistência mecânica e ductilidade próximas às observadas para amostra fabricada de forma convencional.

Abstract: The present study aimed to determine the optimum parameters for the Selective Laser Melting (SLM) additive manufacturing process of 316L steel in order to obtain high density parts, using equipment manufactured in Brazil. It was also carried out a complete structural characterization of both the raw material used (commercial powder) and the denser parts obtained. The mechanical properties of the parts produced by SLM were also evaluated and compared with parts manufactured by conventional methods. It was observed that the parts’ density increases with increasing energy density applied by the laser until maximum and constant density level is reached. A polynomial model was proposed correlating the energy density used with the final part density. The parts produced by SLM showed high densification (relative density greater than 99,49%) with low porosity homogeneously dispersed in the material. A cellular austenitic microstructure, typical of SLM process, was obtained. The hardness and microstructure of the parts are constant throughout their length and the compression test results showed that parts manufactured by SLM have strength and ductility similar to those manufactured by conventional methods.

RESUMO A manufatura aditiva (AM) tem proporcionado grande versatilidade na geometria e em materiais, permitindo que novos produtos e processos sejam criados em diversas áreas. Deposição Direta de Energia (DED) é um processo de manufatura aditiva criado em 1995 que permite a fabricação de componentes metálicos e cerâmicos com alta densidade sem a necessidade de etapas posteriores, a exemplo de sinterização ou infiltração. Este artigo objetiva o estudo do estado da arte do processo DED relacionado à cerâmica. Partindo da geração de uma linha do tempo da manufatura aditiva, que inclui os marcos relacionados à Deposição Direta de Energia, foi realizada uma revisão sistemática em que os artigos foram agrupados em 3 categorias: revestimento cerâmico, AM de cerâmica e AM de compósitos com reforços cerâmicos. Para cada categoria foram analisados, classificados e resumidos aspectos referentes às matérias primas, substratos de deposição, principais aplicações, parâmetros de processo e propriedades. A maior parte dos trabalhos referente à categoria da manufatura aditiva cerâmica está relacionada com a fabricação da alumina, sendo que propriedades já são similares às produzidas por processos convencionais de manufatura. Trabalhos recentes utilizaram a vibração ultrassônica para homogeneizar o material em processo, reduzindo trincas e melhorando as propriedades mecânicas. A categoria AM de compósitos com reforços cerâmicos tem sido empregada para criar materiais compósitos com gradiente funcional de elevada dureza, enquanto que a categoria de revestimentos cerâmicos tem sido majoritariamente utilizada para fabricação de revestimentos biocompatíveis com elevada dureza e baixa taxa de desgaste. De modo geral, é certo que o advento dessa tecnologia vai ocupar fatia importante da manufatura cerâmica.

ABSTRACT Additive manufacturing (AM) has provided huge versatility in geometry and materials, allowing new products and processes in several areas to be created. Laser Engineered Net Shaping (LENS) is an additive manufacturing process created in 1995 that allows building high-density metals and ceramics parts with no need for further operation. This manuscript aims to study the scientific literature about the process of Laser Engineered Net Shaping related to ceramics. After a systematic review, the articles were grouped into three categories: ceramic coating and AM of ceramics and AM of composites with ceramic reinforcement. Raw materials, substrates, applications, process parameters, and the obtained properties were analyzed and summarized for each group. Most of the additive manufacturing of ceramic parts are related to alumina, which present similar properties when compared to the traditionally manufactured ones. Recent works have the aid of an ultrasonic vibration to homogenize the in-process material, reduce cracks and improve mechanical properties. The additive manufacturing of composites with ceramic reinforcement has been used to create functionally graded composites materials with increased hardness, while the ceramic coating has been employed to manufacture biocompatible coating with increased hardness and low wear rate. Moreover, an additive manufacturing timeline including Laser Engineered Net Shaping landmarks is presented.

Tapping operations on hardened steels have always been a great challenge. Dry machining and two cooling systems were used when tapping hardened AISI H13 (53 HRC). Embedded thermocouples were used for temperature measurement close to the thread diameter in the radial and axial direction. A FEA model was used to evaluate the heat "Q", and coefficient of convection "h". The lowest temperature peak occurred with the flooded system, followed by the MQL, and dry condition. The heat and coefficient of convection increased when using the flooded system, followed by the MQL, compared to the dry condition. Those values were also in accordance with early published works, using different techniques.

Nesse trabalho, procurou-se estudar os mecanismos de desgaste de diversas geometrias de ferramentas cerâmicas (Al2O3 + SiCw e Al2O3 + TiC) e ferramentas de PCBN. Para isto foram realizados ensaios de torneamento com alta velocidade de corte em uma superliga à base de níquel (Waspaloy) com dureza de aproximadamente 40 HRC sob condição de corte a seco. As superligas são conhecidas como materiais de difícil usinabilidade devido à alta dureza, alta resistência mecânica em alta temperatura, afinidade para reagir com materiais da ferramenta e baixa condutividade térmica. Os resultados mostraram que o material da ferramenta e a geometria influenciaram o comportamento dos mecanismos de desgaste. De uma maneira geral, o tipo de desgaste dominante foi o de entalhe e os mecanismos foram abrasão, attrition (aderência com arrastamento) e provável difusão na maioria das ferramentas utilizadas.

The purpose of this work is to study the wear mechanisms in several geometries of ceramic tools (Al2O3 + SiCw and Al2O3 + TiC) and PCBN tools. Several high speed turning experiments were accomplished in nickel-base superalloy (Waspaloy) with hardness of approximately 40 HRC under dry cutting condition. The nickel based superalloys are known as difficult to cut materials due to their high hardness, high mechanical straight at high temperature, chemical affinity to tool materials and lower thermal conductivity. The results showed that the material of the tool and geometry influence the behavior of wear mechanisms. In general, the dominant type of wear was notching and the mechanisms were abrasion, attrition and probable diffusion in most of the used tools.