Controle de Porosidade Comunicante em Peças Metálicas Ocas Produzidas via Manufatura Aditiva (MEX)

Abstract

O presente trabalho tem como foco o aperfeiçoamento da produção de peças metálicas via manufatura aditiva por extrusão de material (MEX) pelo controle do fluxo de material extrudado durante o processo de produção. O principal objetivo do trabalho é ajustar diferentes fluxos com o intuito de reduzir defeitos de impressão, como porosidade intercomunicante com o exterior em componentes ocos e deformidades geométricas ocasionadas pelo excesso de material extrudado. O intuito final é o aprimoramento de parâmetros de impressão que eliminem a porosidade comunicante com o exterior das cavidades de componentes, e garantir uma maior integridade estrutural, para aplicações na indústria. O trabalho utiliza uma impressora Piocreat G5 adaptada para um sistema de extrusão por rosca, permitindo o uso de feedstock à base de ferro carbonila combinado com ligantes poliméricos (PP, EVA e parafina). Foram realizadas impressões variando apenas o fluxo de material (120% a 160%) e analisadas as massas, dimensões e densidades dos componentes via picnometria de gás hélio, após cada etapa do processo de produção, juntamente com uma análise dos componentes no microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os resultados indicam um crescimento de massa e das dimensões dos componentes conforme o aumento do fluxo, porém apresentam deformidades geométricas quando o fluxo de material está elevado, sugerindo assim que, para combater a porosidade sem comprometer a estabilidade dimensional, era necessário a produção de componentes ocos com uma taxa de fluxo de 130% e um aumento de camadas sólidas, de 7 para 10. Esses resultados destacam a importância de otimizar os parâmetros de extrusão. Embora um fluxo de 160% tenha eliminado eficazmente a porosidade interconectada, causou deformação excessiva. Como alternativa, o aumento do número de camadas sólidas com fluxo de 130% mitigou a porosidade e fechou as cavidades intercomunicantes, mantendo a estabilidade dimensional e apresentando uma abordagem mais equilibrada para melhorar a integridade das peças.