Abstract Manufacturing parts using the Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) process is characterized by the use of welding sources applied in GMAW, GTAW, and PAW. The control of the parameters during manufacturing is fundamental to contribute to the reduction of the heat input, thus making it possible to apply a technique to control the heat imposed on the deposition of the layers. The process monitoring consists in detecting variations in the process during layers’ deposition, using a variety of resources, such as: acoustic emission, computer vision systems, sensors to collect information on thermal radiation and/or temperature of the part, in addition to capturing information on electrical variables. The objective of this work is to present a methodology for controlling the parameters during deposition of the layers in order to command the equipment with a control algorithm and a data acquisition system, acting on the process. A study of the influence of the parameters on arc geometry and stability is presented. An experimental design based on the Robust Design technique was applied to make the number of experiments feasible. The results suggest the beneficial effect of cycle length on arc stability, melt pool behavior and the final geometry.

Resumo A fabricação de peças pelo processo de Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA) tem como característica o uso de fontes de soldagem aplicadas em GMAW, GTAW e PAW. O controle dos parâmetros durante a construção das peças é fundamental para contribuir com a redução do aporte térmico, possibilitando assim a aplicação de uma técnica para controlar o calor imposto sobre a deposição das camadas. O monitoramento do processo consiste em detectar variações no processo durante as deposições das camadas e vários são os recursos utilizados, tais como: emissão acústica, sistemas de visão computacional, sensores para coletar informações quanto à radiação térmica e/ou temperatura da peça, além da captura de informações quanto às variáveis elétricas. O objetivo deste trabalho é apresentar uma metodologia para o controle dos parâmetros durante a deposição das camadas de modo a atuar no equipamento por meio de um algoritmo de controle e um sistema de aquisição de dados, atuando no processo. Um estudo da influência dos parâmetros sobre a geometria e estabilidade de arco é apresentado. Um planejamento experimental baseado na técnica de Projeto Robusto foi aplicado para viabilizar o número de experimentos. Os resultados sugerem o efeito benéfico da duração do ciclo sobre a estabilidade do arco, comportamento da poça de fusão e geometria final.

Abstract Additive manufacturing (AM) represents a manufacturing route that has been developing rapidly in recent years, implementing a new option for “Manufacturing Processes”. The benefits of AM align with the demands for quality improvement sought by industries when obtaining or repairing their products. Experts predict that AM will lead to major changes in industry and society. Metallic additive manufacturing can be developed by different processes using different energy sources such as LASER and electric arc. The present work provides a review which involves the main processes of wire arc additive manufacturing presents a comparative analysis with other processes, and also highlights the application of the Gas Metal Arc Welding (GMAW). The possibilities and results of different metal transfer modes applied in GMAW-based additive manufacturing are presented, such as Pulsed GMAW and controlled short circuit transfer technologies, which aim to apply the lowest heat input and provide greater stability to the process. In addition, examples of technologies and processes applied to improve the results of GMAW-based wire arc additive manufacturing are presented, such as forging, rolling and heat input control systems. Finally, possible future research directions are presented.

Resumo A Manufatura Aditiva (MA) representa uma rota de fabricação que vem se desenvolvendo rapidamente nos últimos anos, implementando uma nova opção aos “Processos de Fabricação”. Os benefícios da MA se alinham às demandas por melhoria da qualidade buscadas pelas indústrias na obtenção ou reparação de produtos. Especialistas preveem que a MA conduzirá grandes mudanças na indústria e na sociedade. A manufatura aditiva metálica pode ser desenvolvida por diferentes processos com uso de diferentes fontes de energia como LASER e arco elétrico. O presente trabalho faz uma revisão, que envolve os principais processos de manufatura aditiva por arco elétrico, apresenta uma análise comparativa com outros processos, e também destaca a aplicação do processo Gas Metal Arc Welding (GMAW). Apresenta-se as possibilidades e resultados de diferentes modos de transferência do metal baseada em GMAW, como por exemplo o GMAW Pulsado e tecnologias de transferência por curto-circuito controlado, que têm como objetivo, aplicar o menor aporte térmico e proporcionar maior estabilidade ao processo. Além disso, apresenta-se exemplos de tecnologias e processos utilizados para melhorar os resultados da manufatura aditiva por arco elétrico baseada em GMAW, tais como forjamento, laminação e sistemas de controle do aporte térmico. Finalmente, apresenta-se possíveis direções de pesquisas futuras.

Resumo: A possibilidade de integrar sistemas de manufatura com uso de robôs propicia melhoria na produção, além de garantir flexibilidade, repetibilidade, qualidade e acurácia. Em uma mesma célula de manufatura, os manipuladores que cooperam na execução da atividade, realizam ações que ocorrem de forma coordenada para garantir a realização de tarefas, como quando se quer produzir uma peça que apresente certo grau de complexidade e que exige alterações de posição e orientação, além do dimensional e peso a ser manipulado. O uso desta técnica de manipuladores na Manufatura Aditiva vem da capacidade de se adaptar às variações de tarefas e ser suficientemente flexível para garantir a dinâmica das operações. Baseado na programação off-line que é uma estratégia para minimizar o tempo de setup e geração das trajetórias. Este trabalho apresenta uma proposta de integração de dois manipuladores robóticos industriais com sistemas de controles distintos, sendo que um deles teve seu controle baseado em uma arquitetura de baixo custo e ambos permitem a liberdade na construção de peças geradas a partir de um modelo CAD-3D. A manipulação, além de garantir o sincronismo dos movimentos entre os robôs, permitiu minimizar defeitos dimensionais como o efeito rampa.