Avaliação da estabilidade dimensional de ferramentas de hidroconformação fabricadas por manufatura aditiva

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Massa, Renan Cesar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Manufatura aditiva; Extrusão de material; FDM; Modelagem por fusão e deposição; FFF; Fabricação por filamento fundido; Impressão 3D; Prototipagem rápida; Ferramental rápido; Processo de conformação; Ferramenta de conformação; PEI; Poli(éter-imida); additive manufacturing; Material extrusion; Fused deposition modeling; Fused filament fabrication; 3D printing; Rapid prototyping; Rapid tooling; Forming process; Forming tool; Poly(ether-imide)
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/235970

O presente trabalho avalia a estabilidade dimensional de ferramentas de hidroconformação fabricadas por Manufatura Aditiva (MA). Há evidências que a tecnologia de hidroconformação surgiu no final da década de 50, é classificado como um processo de estampagem e é bastante utilizado em setores da indústria como o setor bélico, automobilístico, aeronáutico e de fabricação de quadros de bicicleta. Este trabalho propõe substituir o processo convencional de fabricação das ferramentas de conformação, que é a partir de conceitos subtrativos de manufatura (usinagem), por um conceito de manufatura atualmente ascendente no mercado industrial, que é a Manufatura Aditiva. Entre todas as tecnologias aditivas aplicáveis e disponíveis, a que é empregada na proposta deste estudo é a tecnologia aditiva por extrusão de material, também conhecida como FDM (Modelagem por Fusão e Deposição) ou FFF (Fabricação por Filamento Fundido). Para validação da proposta é necessário que o desempenho mecânico da ferramenta fabricada por MA seja satisfatório tanto quanto o desempenho mecânico da ferramenta fabricada pelo processo convencional, logo, para esta avaliação objetiva a fabricação, simulação (MEF), medição tridimensional e ensaio de dois corpos de provas similares às ferramentas de hidroconformação. Um corpo de prova manteve as características convencionais de fabricação (processo de manufatura e material) e um segundo foi fabricado pelo conceito aditivo e material termoplástico. Em relação aos materiais utilizados para a fabricação dos corpos de prova, respectivamente para o método convencional e aditivo foram: liga de alumínio (AA 7050-T7 451) e liga polimérica (ULTEM 9085) com base no polímero termoplástico poli(éter-imida) (PEI). Características como anisotropia e porosidade também foram avaliadas e discutidas para ambos corpos de provas. Considerando as características mecânicas da liga polimérica utilizada, o corpo de prova fabricado em ULTEM 9085, após a fase de ensaios com mais de 950 ciclos a valores de carga próximos de 40 MPa, apresentou satisfatório desempenho mecânico e baixas deformações (máxima de 0.17 mm). Os valores máximos de deformação apresentados ficaram dentro da tolerância de 0.3 mm utilizada no estudo, desta forma a estabilidade dimensional do corpo de prova em ULTEM 9085 foi validada a partir do bom desempenho apresentado na fase de ensaio utilizando o processo de hidroconformação com diafragma de borracha.