p Estudos das tensões residuais que são formadas durante um processo de manufatura aditiva (AM) revelaram que a orientação de construção da peça sendo produzida tem um impacto na formação de tensões adversas. p O desenvolvimento de uma ferramenta precisa e benéfica para avaliar como a geometria de peças complexas influencia o desenvolvimento de tensões usando o método de fusão em leito de pó publicado em um estudo na Manufatura Aditiva contribuirá para o uso da manufatura aditiva para a produção de peças metálicas de forma precisa e maneira previsível.

p Como parte de uma colaboração internacional liderada pela Linköping University na Suécia, os investigadores, que incluiu o Dr. Vladimir Luzin na ANSTO, concluiu que uma seleção cuidadosa da orientação de impressão é importante e teve um impacto significativo na magnitude das tensões residuais e, Portanto, a distorção potencial da parte AM.

p Em geral, um alto nível de tensões residuais de tração pode levar a uma rachadura durante a impressão, enquanto, ao mesmo tempo, as tensões podem levar à deformação da peça.

p Ambos resultam no descarte do material se a tolerância / distorção dimensional for comprometida ou se ocorrerem rachaduras. Contudo, assumindo algumas condições ideais para uma forma particular, todos os efeitos em distorções indesejadas podem ser eliminados.

p Como a variedade de formas é enorme, uma forma particular, Em forma de L, foi escolhido para estudar os efeitos de uma orientação construída.

p Três abordagens experimentais foram utilizadas para caracterizar as tensões residuais em peças em forma de L feitas de Inconel 781, um material importante nas indústrias de energia e aeroespacial por apresentar boas propriedades mecânicas em altas temperaturas.

p Medidas de difração de raios-X foram usadas para caracterizar tensões de superfície e técnicas de varredura a laser mediram as distorções gerais associadas à separação das amostras da placa de base.

p Contudo, a difração de nêutrons foi necessária para medir a tensão residual no interior das amostras devido à alta penetração de nêutrons. A equipe de Linkoping Unverisity usou difração de nêutrons não destrutivos no scanner de cepa Kowari para medir e caracterizar tensões residuais dentro do volume de amostras de superligas à base de níquel para estudar os efeitos da orientação de acúmulo de AM da amostra.

p A peça impressa na orientação horizontal mostrou a menor quantidade de tensão em todas as três direções, mostrando o caminho para a otimização da construção de formas L genéricas.

p Contudo, em todas as orientações, havia uma tendência geral para tensões de compressão no centro da peça. A tensão residual de tração foi observada perto da superfície em todas as amostras, que parece ser potencialmente problemático e precisa ser resolvido.

p "Há um certo efeito da orientação de acúmulo na formação das tensões residuais e, Portanto, no desempenho das peças AM, "disse Prabhat Pant, um Ph.D. estudante da Linkoping University que foi apoiado pela Fundação Sueca para Pesquisa Estratégica (SSF).

p Sua missão de treinamento, apoiado pela agência, era realizar pesquisas no exterior em preparação para o esperado start-up da European Spallation Source, a fonte de nêutrons mais poderosa do mundo. A supervisão local na ANSTO foi feita por Luzin da ACNS.

p "Ser capaz de prever as áreas críticas onde ocorrerão para reduzi-las é uma vantagem significativa de produção, "disse Pant.

p "Embora essas tensões residuais possam ser modificadas com técnicas de pós-processamento, o papel da tensão residual durante o acúmulo é essencial para evitar distorções ou rachaduras a qualquer momento durante o processo de fabricação. "

p A pesquisa incluiu o desenvolvimento de uma técnica de simulação simplificada usando análise de elementos finitos para prever tensões residuais com base na geometria da peça, que, quando verificado com resultados experimentais de nêutrons, estava em um bom acordo prático.

p Contudo, os investigadores observaram que havia uma interconexão complexa das tensões residuais no estado as-built para as peças com a orientação da peça, e a geometria da parte construída.

p "Conseguimos uma melhor compreensão de como a orientação de construção, a estrutura de suporte e a concentração de tensões contribuem para o desenvolvimento de tensões residuais durante o processo de fusão do leito do laser, "disse Pant.