Manufatura aditiva de materiais magnéticos moles empregando fusão em leite de pó

Abstract

A possibilidade de fabricação à livre forma oferecida pela manufatura aditiva têm despertado interesse e potencial a ser explorado para a fabri-cação de componentes para máquinas e dispositivos ferromagnéticos. Sabe-se que estas características estão fortemente relacionadas à micro-estrutura e consequentemente pelo método de processamento empregado para a consolidação do componente. Para a investigação conduzida, amostras de mesma matéria prima foram fabricadas através da técnica convencional de fabricação da metalúrgia do pó de compactação uniaxi-al utilizando pressões de 150MPa e 900 MPa, comparando-as a amostras produzidas via manufatura aditiva através da fusão em leito de pó utilizando as estratégias de varredura unidirecional, bidirecional e escaneamento anelar. A matéria prima selecionada foi o particulado comercial Höganäs AHC 100.29, à base de ferro, as propriedades magnéticas de remanência, coercividade e permeabilidade foram caracterizadas atgravés de um histeresígrafo para materiais magnéticos moles. Os resultados evidenciaram a dependência das propriedades magnéticas com a densidade e tamanho de grão. A análise metalográfica revelou a heterogeneidade microestrutural das amostras produzidas pela manufatura aditiva com relação à orientação de fabricação. Os resultados mostraram que a manufatura aditiva por fusão em leito de pó pode ser uma interessante alternativa para a fabricação de componentes magnéticos moles. Contudo, ficou evidente a necessidade de aprofundar a pesquisa explorando o controle de parâmetros de fabricação para aumentar a densificação das amostras, alcançando assim maiores valores para magnetização de saturação.

Abstract: The free form fabrication ability offered by additive manufacturing has awakened interessis and potential to be explored for the fabrication of machine components and ferromagnetic devices. It?s known that those characteristics are related to microstructure and consequently to their processing path. The investigation has occurred fabricating samples from the same raw material trough uniaxial compaction using pressures of 150MPa and 900MPa and comparing to samples produced via powder bed fusion produced samples using unidirectional, bidirectional and anealing scan strategies. The selected raw material was the commercial iron based powder Höganäs AHC 100.29, the magnetical properties of remanence, coercivity and permeability were characterized via hysteresigraph. As expected the results pointed the dependence of magnetic properties to densification and grain size. The metallographic analysis revealed the the microstrutural heterogeneity related to fabrication orientation. The results revealed that power bed fusion is an interesting approach for fabricating soft magnetic materials. Nevetheless there?s a necessity on researching fabrication control parameters to amplify component densification, this way increasing saturation magnetization values.