Tecnicas fabrico aditivo baseadas na sinterização Flashcards
Conceito
As técnicas de fabrico aditivo baseadas na sinterização apresentam várias etapas em que a construção da geometria inicial é separada da etapa de consolidação.
Etapas
- é produzida uma determinada pré-forma 3D, sobredimensionada, da peça desejada, unindo (material bonding methods) as partículas de pó de metal, utilizando ligantes poliméricos.
- ocorre a remoção dos ligantes (debinding) presentes na matéria-prima.
3.Por fim segue-se a sinterização, um tratamento térmico onde ocorre a união do material por difusão atómica entre as partículas do pó, geralmente facilitada pela redução dos óxidos a altas temperaturas e preferencialmente em atmosfera com baixa pressão parcial de oxigénio.
Qual é a força motriz para a sinterização?
Qual é o objetivo?
Como são operações de pós processamento?
A força motriz para a sinterização é a redução da área de superfície das partículas.
A etapa de sinterização tem muitas vezes vários objetivos como o desenvolvimento das propriedades físicas e mecânicas desejadas, a obtenção das dimensões finais da peça (devido à contração associada à sinterização) e, em alguns casos, a homogeneização química (partindo-se de uma mistura de pós elementares obtém-se uma liga homogénea).
As operações de polimento ou pós-processamento também são críticas para garantir o acabamento de componentes (maquinagem, HIP, tratamentos térmicos, …).
Feedstock e Matérias Primas
Como devem ser parâmetros do processo?
Como é boa mistura?
A produção de matéria-prima é uma das operações mais desafiantes:
* os parâmetros de processo devem ser adequados ao sistema de mistura e de extrusão utilizado e otimizados para cada filamento;
- uma boa mistura deve ser homogénea, ter uma boa forma e uma dimensão de diâmetro estável.
Como são matérias primas?
As matérias-primas são uma mistura de pós metálicos combinada com uma concentração específica de um sistema aglutinante polimérico (proporção comum: 60% matérias-primas metálicas e 40% de polímero, mas pode variar). O objetivo da mistura é dispersar o pó metálico no aglutinante, evitando porosidade interna e a sua aglomeração.
Feedstock e matérias primas - Características do pó o que influenciam?
As características do pó influenciam o comportamento reológico do filamento durante a sua produção e nos processos de estado sólido. Idealmente, a caracterização do filamento deve compreender a morfologia da distribuição do tamanho de partícula, densidade, área de superfície específica e interação entre partículas.
Debinding e Sinterização
Tipos de debinding
Os polímeros e ligantes são removidos dos componentes fabricados, deixando os componentes frágeis.
Tipos de debinding:
* Degradação térmica (processo térmico)
* Decomposição catalítica (ambiente gasoso ácido)
* Extração do solvente (dissolução num líquido)
O que deve ter em consideração o tipo de processo de sinterização e as condições de sinterização?
O tipo de processo de sinterização e as condições de sinterização dependem da composição e das quantidades dos materiais a serem sinterizados. Nos processos de debinding e sinterização, as peças podem encolher em até 20%, logo, esta contração deve ser tomada em consideração durante a projeção da peça (desenho) para tornar esta contração uniformemente controlável.
